Question

【題目】某化學興趣小組利用硫鐵礦燒渣(主要成分為、、FeO、等)為原料來制取氧化鐵。

請回答下列問題

（1）酸溶過程中發(fā)生反應的離子方程式是：______；

（2）為了提高酸浸時的速率，除了適當增大硫酸的濃度外，還可以采取的措施有：______寫出兩條；

（3）檢驗步驟Ⅲ反應后的溶液中金屬陽離子的試劑是：______；

（4）步驟Ⅴ中，達到沉淀溶解平衡時，室溫下測得溶液的pH為8，c(Fe2+)為1.0×10-5mol/L，是判斷所得中是否混有______填是或否，請通過簡單計算說明理由(已知Ksp[Fe(OH)2]= 4.9×10-17)______；

（5）步驟Ⅴ反應成的離子反應方程式：______；

（6）欲測定硫鐵礦燒渣中Fe元素的質量分數(shù)，稱取wg樣品，充分酸溶、水溶后過濾，向濾液中加入足量的，充分反應后加入NaOH溶液至不再產(chǎn)生沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、灼燒至固體恒重，冷卻后稱的殘留固體為ng。該樣品中Fe元素的質量分數(shù)為______用w、n的代數(shù)式表示

Answer 1

【答案】Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O 升溫、固體粉碎化處理 K3[Fe(CN)6]溶液 否 溶液中c(Fe2+)c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2=1.0×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]，故無沉淀生成 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O

【解析】

硫鐵礦燒渣加入硫酸后反應生成FeSO4、Fe2(SO4)3，酸性氧化物SiO2不能被溶解，分離難溶性固體和溶液采用過濾方法，所以步驟II為過濾，濾液X中加入過量鐵粉，Fe2(SO4)3發(fā)生反應生成FeSO4，調節(jié)pH后加入碳酸氫銨溶液，可生成碳酸亞鐵固體，經(jīng)洗滌、干燥，在空氣中灼燒時發(fā)生分解，且與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應，可生成氧化鐵，可生成氧化鐵，據(jù)此分析解答。

(1)酸溶過程中，只有二氧化硅不與酸反應，所以鐵的氧化物會與酸反應，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O，故答案為：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O；

(2)增大化學反應速率可以升溫、加入催化劑、將固體粉碎等操作，故答案為：升溫、固體粉碎化處理等；

(3)步驟Ⅱ之后的溶液中加入鐵粉，反應后溶液的主要成分為Fe2+，檢驗Fe2+的方法是加入K3[Fe(CN)6]，觀察有無藍色沉淀生成，若有藍色沉淀，則溶液中含有Fe2+，故答案為：K3[Fe(CN)6]溶液；

(4)由濃度商和溶度積常數(shù)比較分析判斷，Q＜Ksp無沉淀生成，Q＞Ksp生成沉淀，Q=Ksp沉淀溶解達到平衡，溶液中c(Fe2+)c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2=1.0×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]，故無Fe(OH)2沉淀生成，故答案為：否；溶液中c(Fe2+)c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2=1.0×10-17＜Ksp[Fe(OH)2]，故無Fe(OH)2沉淀生成；

(5)硫酸亞鐵和碳酸氫銨反應生成碳酸亞鐵和硫酸銨、二氧化碳和水，所以離子方程式為Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O，故答案為：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；

(6)殘留固體bg為氧化鐵，由Fe元素守恒可知，樣品中Fe元素的質量分數(shù)為×100%=×100%，故答案為：×100%。