Question

工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃，不考虑其他杂质) 制取七水合硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O) ，流程如下：

（1）浸取时，溶液中的Fe²⁺易被空气中的O₂氧化，其离子方程式为_____________。能提高烧渣浸取速率的措施有________________（填字母）。

A．将烧渣粉碎          B．降低硫酸的浓度           C．适当升高温度

（2）还原时，试剂X的用量与溶液pH的变化如图所示，则试剂X可能是______________（填字母）。

A．Fe粉          B．SO₂              C．NaI

还原结束时，溶液中的主要阴离子有_________________。

（3）滤渣Ⅱ主要成分的化学式为_______________；由分离出滤渣Ⅱ后的溶液得到产品，进行的操作是_____________、_____________过滤、洗涤、干燥。

Answer

（1）4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；AC；（2）B；SO42-（或SO42-、HSO3-）；（3）Al(OH)3 蒸发浓缩、冷却结晶。

【解析】

试题分析：烧渣中加入稀硫酸，得到硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸铝，二氧化硅不反应，过滤，滤渣Ⅰ为二氧化硅，在滤液中加入试剂X，随着X的加入，溶液pH逐渐减小，X应为SO2 ，得到硫酸铝和硫酸亚铁溶液，调节溶液pH，生成氢氧化铝沉淀，滤渣Ⅱ为氢氧化铝，溶液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥，可得到FeSO4 •7H2 O。 （1）溶液中的Fe2+ 易被空气中的O2 氧化，反应的离子方程式为4Fe2++O2+ 4H+ =4Fe3++2H2O，提高烧渣浸取速率，可增大固体的表面积，提高反应温度，或增大离子的浓度的方法，使用选项AC正确；（2）由以上分析可知，随着X的加入，溶液酸性增强，应通入二氧化硫，被氧化生成硫酸，反应后溶液中含有SO4 2- ；（3）由以上分析可知滤渣Ⅱ为氢氧化铝，即Al(OH)3 ，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可得到FeSO4 •7H2 O。

【考点定位】考查以硫铁矿烧渣为原料制取绿矾的工艺流程的知识。

【名师点睛】物质在发生氧化还原反应时，还原剂失去的电子总数与氧化剂得到电子总数相等，化学反应若是离子反应，还应该符合电子守恒和电荷守恒；影响化学反应速率的因素在反应物质不变的情况下，固体物质表面积的大小、溶液的浓度、反应的温度、催化剂、对于有气体参加的反应，气体的压强等。FeSO4 是强酸弱碱盐，在溶液中容易发生水解反应，产生氢氧化亚铁和硫酸，硫酸没有挥发性，随着水分的蒸发，氢氧化亚铁和硫酸又会反应产生FeSO4和H2 O，而且该物质的溶解度随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，故从FeSO4溶液中获得晶体的方法是蒸发、浓缩、冷却、结晶、过滤、洗涤。