Question

【題目】以黃鐵礦為原料制硫酸產生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等．實驗室模擬工業(yè)以硫酸渣制備鐵紅（Fe2O3），過程如圖：

（1）硫酸渣的成分中既能與酸又能與堿反應的是 ，寫出酸溶過程Fe2O3與稀硫酸反應的離子反應方程式： ．

（2）生產過程中，為了確保鐵紅的純度，氧化過程需要調節(jié)溶液的pH的范圍是 （部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表）

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
開始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4

（3）濾渣A的主要成分為 ，濾液B含有的主要物質有 ．

（4）如何證明洗滌環(huán)節(jié)充分洗凈 ．

（5）已知硫酸渣質量為a kg，假設鐵紅制備過程中鐵元素損耗25%，最終得到鐵紅的質量為b kg，則原來硫酸渣中鐵元素質量分數為 ．（用題中所給數據計算并用最簡整數比表示結果）

Answer 1

【答案】（1）Al2O3；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

（2）3.2﹣3.8；

（3）SiO2；Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3；

（4）取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出現白色渾濁，表示已洗滌完全；

（5）．

【解析】

試題分析：硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，稀硫酸溶解主要除去不與酸反應的SiO2，過濾得到濾渣A含有SiO2，濾液含有Fe3+、Al3+、Mg2+，再加氫氧化鈉，調節(jié)溶液的pH的范圍是3.2～3.8可得到Fe（OH）3，最后洗滌、烘干、研磨使氫氧化鐵分解生成氧化鐵，從而得到鐵紅，濾液B中含有Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3，以此解答該題．

解：硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，稀硫酸溶解主要除去不與酸反應的SiO2，過濾得到濾渣A含有SiO2，濾液含有Fe3+、Al3+、Mg2+，再加氫氧化鈉，調節(jié)溶液的pH的范圍是3.2～3.8可得到Fe（OH）3，最后洗滌、烘干、研磨使氫氧化鐵分解生成氧化鐵，從而得到鐵紅，濾液B中含有Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3，

（1）硫酸渣的成分中既能與酸又能與堿反應的是Al2O3，為兩性氧化物，Fe2O3與稀硫酸反應的離子反應方程式為Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，

故答案為：Al2O3；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

（2）由表中數據可知調節(jié)溶液的pH的范圍是3.2～3.8主要是使三價鐵沉淀，而二價鎂，三價鋁都不沉淀，故答案為：3.2﹣3.8；

（3）由以上分析可知濾渣A的主要成分為SiO2，濾液B含有的主要物質有Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3，

故答案為：SiO2；Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3；

（4）固體具有吸附性，氫氧化鐵固體表面吸附硫酸根離子，可取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出現白色渾濁，表示已洗滌完全，

故答案為：取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出現白色渾濁，表示已洗滌完全；

（5）鐵紅制備過程中鐵元素的質量為（b×）÷75%=，則原來硫酸渣中鐵元素質量分數為，故答案為：．