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硫酸铁是一种重要的化工原料,用铁矿石(主要成分为Fe2O3,还含有少量的FeO、Al2O3、SiO2、有机杂质)制备硫酸铁的流程如图:

已知:SiO2既不与酸反应,也不与水反应。
(1)请写出“浸出”过程中Al2O3与H2SO4反应的离子方程式:
Al2O3+6H+=3H2O+2Al3+
Al2O3+6H+=3H2O+2Al3+
;浸出时,一边加入稀硫酸,一边搅拌的目的是
加快反应速率,同时使反应物接触更加充分,提高浸出率
加快反应速率,同时使反应物接触更加充分,提高浸出率

(2)“滤渣X”的成分为
SiO2
SiO2

(3)“氧化”的目的是;过程中发生的离子方程式为
H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O
H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O

(4)证明滤液中Fe3+已沉淀完全的实验操作和结论为
取少量滤液于试管中,加入少量KSCN溶液,若溶液不变色,则Fe3+已沉淀完全
取少量滤液于试管中,加入少量KSCN溶液,若溶液不变色,则Fe3+已沉淀完全

(5)用相似的工艺还可以制取另一种含铁硫酸盐晶体——绿矾。绿矾产品可以制取摩尔盐,摩尔盐是一种重要的化工原料,广泛应用于医药冶金等领域,其化学组成可表示为x(NH42SO4⋅yFeSO4⋅zH2O2。为确定摩尔盐的组成,进行如下实验:
步骤一:称取一定量的新制摩尔盐,溶于水配制成100.00mL溶液A。
步骤二:准确量取10.00mL溶液A,加入足量BaCl2溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得白色固体4.660g。
步骤三:另取10.00mL溶液A,加入0.0500mol⋅L-1KMnO4酸性溶液,发生反应:5Fe2++
M
n
O
-
4
+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,当两者恰好完全反应时,消耗KMnO4溶液的体积为40.00mL。通过计算确定摩尔盐中x:y的值:
白色固体4.660g为硫酸钡,对应的物质的量为
4
.
66
233
mol=0.02mol,则溶液中硫酸根离子的物质的量为0.02mol,根据:5Fe2++
M
n
O
-
4
+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,亚铁离子的物质的量=5×0.05mol/L×0.04L=0.01mol,n(Fe
SO4)=0.01mol,n[(NH42SO4]=(0.02-0.01)mol=0.01mol,故x:y=1:1
白色固体4.660g为硫酸钡,对应的物质的量为
4
.
66
233
mol=0.02mol,则溶液中硫酸根离子的物质的量为0.02mol,根据:5Fe2++
M
n
O
-
4
+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,亚铁离子的物质的量=5×0.05mol/L×0.04L=0.01mol,n(Fe
SO4)=0.01mol,n[(NH42SO4]=(0.02-0.01)mol=0.01mol,故x:y=1:1
(写出计算过程)。

【答案】Al2O3+6H+=3H2O+2Al3+;加快反应速率,同时使反应物接触更加充分,提高浸出率;SiO2;H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O;取少量滤液于试管中,加入少量KSCN溶液,若溶液不变色,则Fe3+已沉淀完全;白色固体4.660g为硫酸钡,对应的物质的量为
4
.
66
233
mol=0.02mol,则溶液中硫酸根离子的物质的量为0.02mol,根据:5Fe2++
M
n
O
-
4
+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,亚铁离子的物质的量=5×0.05mol/L×0.04L=0.01mol,n(Fe
SO4)=0.01mol,n[(NH42SO4]=(0.02-0.01)mol=0.01mol,故x:y=1:1
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:20引用:2难度:0.5
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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:
    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
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,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:
    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
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,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:
    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
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,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
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