问题 填空题

利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:

(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率;②________。

(2)“还原”是将Fe3转化为Fe2,同时FeS2被氧化为SO42,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入稀盐酸、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应的化学方程式如下:

2Fe3+Sn2+6Cl=2Fe2+SnCl62

Sn2+4Cl+2HgCl2=SnCl62+Hg2Cl2

6Fe2+Cr2O72+14H=6Fe3+2Cr3+7H2O

①若SnCl2不足量,则测定的Fe3量________(填“偏高”、“偏低”或“不变”,下同);

②若不加HgCl2,则测定的Fe3量________。

(4)①可选用________(填试剂)检验滤液中含有Fe3。产生Fe3的原因是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。

②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Mn(OH)2
开始沉淀2.73.87.59.48.3
完全沉淀3.25.29.712.49.8
 

实验可选用的试剂有:稀硝酸、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。

请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:

a.氧化:________________________________________________________;

b.沉淀:__________________________________________________________;

c.分离,洗涤;

d.烘干,研磨。

答案

(1)抑制Fe3的水解 (2)14Fe3+FeS2+8H2O=15Fe2+2SO42+16H (3)①偏低 ②偏高

(4)①KSCN(或OH) 4Fe2+O2+4H=4Fe3+2H2O ②a.向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液,搅拌 b.滴加NaOH溶液,调节溶液pH为3.2~3.8

(1)Fe3的水解方程式为Fe3+3H2OFe(OH)3+3H,酸过量,抑制Fe3的水解。(2)根据题给信息,写出反应物和生成物,因为在酸性环境下反应,则介质为H2O和H,根据电子得失守恒和离子所带电荷守恒可以写出离子方程式。(3)①SnCl2不足,Fe3没有完全反应,生成的Fe2偏少,则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积偏小,则测定的Fe3量偏低;②若不加HgCl2,过量的Sn2也能够被K2Cr2O7氧化,则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积偏高,则测定的Fe3量偏高。(4)①Fe3与KSCN的络合反应或者Fe3与OH的显色反应均可以用于鉴别。产生Fe3的原因是Fe2被空气中的氧气氧化。②“过滤”后的溶液中有Fe2、Al3、Mg2以及少量Fe3,首先将Fe2完全氧化为Fe3,然后控制pH,只使Fe(OH)3沉淀,从表格数据可以分析,控制pH为3.2~3.8。

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