聚合硫酸铁[Fex（OH）y（SO4）z]是一种无机高分子絮凝剂，可用于水的处理。以黄铁矿的烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制取聚合硫酸铁的工艺流程（Fe3+易水解，原料中的Fe3+须先还原为Fe2+）如图：
（1）滤渣I的主要成分的化学式是 SiO2SiO2。“取样分析”是分析溶液中Fe2+、Fe3+的含量，目的 BCBC（选填编号）。
A.控制溶液中Fe2+、Fe3+的含量比
B.确定下一步还原所需铁的量
C.确定氧化Fe2+所需NaClO3的量
D.确定铁的氧化物酸浸完全
（2）确定还原过程已完成的方法是 取少量溶液加入KSCN溶液，若不变红，说明还原过程已完成取少量溶液加入KSCN溶液，若不变红，说明还原过程已完成。
（3）氧化过程发生反应的离子方程式为 ClO-3+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2OClO-3+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；氧化时可用硝酸代替氧化剂NaClO3，优点是原料成本低，缺点是 硝酸被还原为氮氧化物，污染空气硝酸被还原为氮氧化物，污染空气。
（4）水解时要严格控制溶液的pH范围，溶液的pH偏小或偏大都会影响聚合硫酸铁的产率，解释原因 Fe3+水解溶液呈酸性，若pH偏小水解平衡逆向移动，pH偏大Fe3+生成氢氧化铁沉淀Fe3+水解溶液呈酸性，若pH偏小水解平衡逆向移动，pH偏大Fe3+生成氢氧化铁沉淀。
聚合硫酸铁[Fex（OH）y（SO4）z]产品的组成可通过下列实验测定：
①称取一定质量的聚合硫酸铁样品配成100.00mL溶液A；
②准确量取20.00mL溶液A，加入足量盐酸酸化后，加BaCl2（aq）至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体11.65g；
③准确量取20.00mL溶液A，加入足量铜粉，充分反应后过滤、洗涤，将滤液和洗液合并配成250.00mL溶液B；
④准确量取25.00mL溶液B，用0.1000mol•L-1的KMnO4（H+）滴定至终点，消耗KMnO4（aq）8.00mL。
（5）如何确定步骤②中已沉淀完全？取上层清液，继续滴加BaCl2溶液，不生成沉淀，说明已沉淀完全取上层清液，继续滴加BaCl2溶液，不生成沉淀，说明已沉淀完全。
（6）步骤④滴定终点的现象是 溶液变为紫色溶液变为紫色；该聚合硫酸铁的化学式为 Fe4（OH）2（SO4）5Fe4（OH）2（SO4）5。若步骤③配制溶液B操作时间过长，则y会 偏小偏小（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
C
l
O
-
3
C
l
O
-
3
【考点】制备实验方案的设计；探究物质的组成或测量物质的含量．
【答案】SiO2；BC；取少量溶液加入KSCN溶液，若不变红，说明还原过程已完成；+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；硝酸被还原为氮氧化物，污染空气；Fe3+水解溶液呈酸性，若pH偏小水解平衡逆向移动，pH偏大Fe3+生成氢氧化铁沉淀；取上层清液，继续滴加BaCl2溶液，不生成沉淀，说明已沉淀完全；溶液变为紫色；Fe4（OH）2（SO4）5；偏小
C
l
O
-
3
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：17引用：1难度：0.6
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
