Question

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红（Fe₂O₃），过程如下：

（1）硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是        ，写出酸溶过程Fe₂O₃与稀硫酸反应的离子反应方程式                 ；

（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是            （部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表）

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

（3）滤渣A的主要成分为       ，滤液B可以回收的物质有____________；

（4）简述洗涤过程的实验操作                                     ；

（5）已知硫酸渣质量为w kg，假设铁红制备过程中，铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为m kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为         （用最简分数表达式表示）。

Answer

（1）Al2O3 Fe2O3 + 6H+ ==2Fe3+ + 3H2O

（2）3.2—3.8

（3）SiO2 Na2SO4 Al2(SO4)3 MgSO4

（4）沿玻璃棒向漏斗（过滤器）的沉淀加蒸馏水至淹没沉淀，静置使液体自然流出，重复操作数次（3次）至沉淀洗涤干净。

（5）14m/15w

【解析】（1）Al2O3为两性氧化物，硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是Al2O3；Fe2O3与硫酸反应生成Fe2(SO4)3和H2O，离子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

（2）由题所给的数据可以看出，要使Fe3+完全沉淀而其它离子不能沉淀，其pH范围是3.2-3.8;

（3）硫酸渣中SiO2不与硫酸反应,所以滤渣A的主要成分是SiO2；加入NaOH调节pH后，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，其它离子仍为硫酸盐，所以滤液B可以回收的物质有：Na2SO4、Al2(SO4)3、MgSO4。

（4）利用蒸馏水洗涤的方法是，沿玻璃棒向漏斗（过滤器）的沉淀加蒸馏水至淹没沉淀，静置使液体自然流出，重复操作数次（3次）至沉淀洗涤干净。

（5）m kg铁红含铁元素的质量为112m/160，所以硫酸渣中铁元素质量分数为

14m/15w。