Question

工業(yè)上利用硫酸渣（含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的硫酸鹽及少量CaO和MgO）制備高檔顏料鐵紅(Fe₂O₃ )和回收(NH₄)₂SO₄，具體生產(chǎn)流程如下：

回答下列問題：
（1）在廢渣溶解操作時(shí)，為了加速廢渣溶解的措施是：___________________、__________________（任寫兩點(diǎn)）
（2）物質(zhì)A是一種氧化劑
①工業(yè)上最好選用         （填序號）

A．空氣

B．Cl2

C．MnO2

D．H2O2，

②簡述工業(yè)上這樣選擇A的理由是           、________________（任意答2條）。
③寫出A參與反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________
（3根據(jù)下圖有關(guān)數(shù)據(jù)，你認(rèn)為工業(yè)上氧化操作時(shí)應(yīng)控制的條件是__________________。

（4）往銨黃鐵礬溶液(含F(xiàn)e³⁺)中加入溶液B至pH為5時(shí)產(chǎn)生沉淀，請寫出產(chǎn)生沉淀的離子方程式：_______________________________________________________。
（5）寫出銨黃鐵礬晶體溶于適量蒸餾水中，往其中加入過量Ba(OH)₂溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_____________________________________________________
（6）回收所得的(NH₄)₂SO₄晶體可能含有的雜質(zhì)是：___________________________

Answer 1

（1）不斷攪拌；將廢渣粉碎；升高溫度；適當(dāng)增加A的濃度等 （2分）
（2）①A（空氣）（2分）
②原料來源容易成本低；不產(chǎn)生污染；不引入雜質(zhì)。（2分，答其中兩點(diǎn)即可）
③4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O （2分）
（3）溶液溫度控制在80℃，pH控制在1.5（1分），氧化時(shí)間為4小時(shí)左右（1分）
（4）Fe³⁺+3NH₃·H₂O=Fe(OH)₃↓+3NH₄⁺（2分）
（5）NH₄⁺+Fe³⁺2SO₄^2-+2Ba²⁺+2OH^-=2BaSO₄↓+NH₃.H₂O+Fe(OH)₃↓（2分）
（6）MgSO₄、CaSO₄（2分）

解析試題分析：（1）加快反應(yīng)速率的因素有濃度、溫度、增大接觸面積等，因此加快溶解速率可以不斷攪拌、將廢渣粉碎、升高溫度、適當(dāng)增加A的濃度等 （2分）
（2）把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，通入空氣就行了，空氣經(jīng)濟(jì)易得，可以節(jié)約成本，并且無污染。發(fā)生的離子反應(yīng)方程式： 4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O （2分）
（3）曲線圖中的因變量有溫度、時(shí)間、pH值，因此對比分析溶液在80℃，pH控制在1.5，氧化時(shí)間為4小時(shí)左右時(shí)氧化效率最佳。
（4）根據(jù)流程可知，沉淀后得到的濾渣可以制備鐵紅，所以可知沉淀是Fe(OH)₃ 。濾液為(NH₄)₂SO₄ ，則調(diào)節(jié)pH的試劑應(yīng)該選用氨水，這樣就不引入其他雜質(zhì)離子，發(fā)生的反應(yīng)為：Fe³⁺+3 NH₃·H₂O=Fe(OH)₃↓+3NH₄⁺
（5）銨黃鐵礬與氫氧化鋇混合，NH₄⁺與OH^- 反應(yīng)生成NH₃.H₂O， Fe³⁺與OH^-生成Fe(OH)₃ 沉淀，SO₄^2-與Ba²⁺生成BaSO₄沉淀。所以離子方程式為NH₄⁺+Fe³⁺2SO₄^2-+2Ba²⁺+2OH^-=2BaSO₄↓+NH₃.H₂O+Fe(OH)₃↓
（6）因?yàn)榱蛩嵩�中含有CaO和MgO，加酸溶解以后在結(jié)晶得到銨黃鐵礬時(shí)，分離得到的濾液沒有除雜，因此會(huì)混有MgSO₄、CaSO₄ 等雜質(zhì)。 （2分）
考點(diǎn)：本題考查的是流程比較復(fù)雜的化工流程題，同樣是需要考生有化工生產(chǎn)的思想，多從經(jīng)濟(jì)效益、化學(xué)原理角度出發(fā)思考問題。解題時(shí)一定要注意瞻前顧后，這樣才能把有用的信息掌握清楚，才能寫出陌生反應(yīng)的方程式或離子方程式。