铁的化合物在生产生活中应用广泛。工业上用废铁屑或炼铁废渣（主要成分Fe、Fe2O3和少量CuO）制备硫酸亚铁，以硫酸亚铁为原料制备水处理剂——聚合硫酸铁[Fe2（OH）n（SO4）（3-0.5n）]m。
（1）利用废铁屑（含少量FeS）制备聚合硫酸铁的装置如图（支撑装置略）：
①溶解：先用10%的碳酸钠溶液煮沸废铁屑，再用清水洗净，将处理好的铁屑放入装置中，组装仪器，加入适量稀硫酸溶解；硫酸用量不能过多，原因是 硫酸过多，酸性太强难合成聚合硫酸铁硫酸过多，酸性太强难合成聚合硫酸铁；
②合成：待铁屑反应完全后，分批注入氯酸钾溶液并搅拌，放置一段时间；写出KClO3、FeSO4、H2SO4搅拌生成Fe2（OH）n（SO4）（3-0.5n）的化学反应方程式 KClO3+6FeSO4+3（1-0.5n）H2SO4=3Fe2（OH）n（SO4）（3‐0.5n）+3（1-n）H2O+KClKClO3+6FeSO4+3（1-0.5n）H2SO4=3Fe2（OH）n（SO4）（3‐0.5n）+3（1-n）H2O+KCl。
③检验：检验甲装置中亚铁离子减少到规定浓度即可结束反应，制得产品。
（2）为了确定Fe2（OH）n（SO4）（3-0.5n）的组成，设计如下实验。
步骤一：取聚合硫酸铁样品25.00mL，加入足量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤、洗涤、干燥，称重，沉淀质量为2.9125g。
步骤二：另取25.00mL聚合硫酸铁样品，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，取该溶液25.00mL，用酸性KMnO4溶液滴定，到达终点时用去0.0100mol•L-1 KMnO4标准溶液20.00mL，求：Fe2（OH）n（SO4）（3-0.5n）组成。（写出计算过程）
（3）用炼铁废渣制备硫酸亚铁晶体，请补充完整实验方案：
已知：溶液中各离子开始沉淀和沉淀完全的pH值
| Fe2+ | Fe3+ | Cr3+ | Cu2+ | |
| 开始沉淀 pH | 7.6 | 2.3 | 4.5 | 4.4 |
| 沉淀完全 pH | 9.1 | 3.3 | 5.6 | 6.4 |
加入足量3%的H2O2溶液充分反应；滴加1.0 mol/L NaOH溶液，调节pH为3.3～4.4之间，过滤，洗涤；用足量的1.0 mol/L硫酸溶液溶解滤渣；再加入足量还原铁粉充分搅拌，过滤
加入足量3%的H2O2溶液充分反应；滴加1.0 mol/L NaOH溶液，调节pH为3.3～4.4之间，过滤，洗涤；用足量的1.0 mol/L硫酸溶液溶解滤渣；再加入足量还原铁粉充分搅拌，过滤
将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥得硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H2O）。（必选的试剂1.0mol•L-1 H2SO4溶液、3%H2O2溶液、1.0mol•L-1 NaOH溶液、还原铁粉）【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】硫酸过多，酸性太强难合成聚合硫酸铁；KClO3+6FeSO4+3（1-0.5n）H2SO4=3Fe2（OH）n（SO4）（3‐0.5n）+3（1-n）H2O+KCl；加入足量3%的H2O2溶液充分反应；滴加1.0 mol/L NaOH溶液，调节pH为3.3～4.4之间，过滤，洗涤；用足量的1.0 mol/L硫酸溶液溶解滤渣；再加入足量还原铁粉充分搅拌，过滤
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：57引用：1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 -
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、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 -
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
