Question

铁的发现和大规模使用，是人类发展史上的一个光辉里程碑，它把人类从石器时代、青铜器时代带到了铁器时代，推动了人类文明的发展。

（1）高铁酸钠(Na₂FeO₄)是水处理过程中的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原成三价铁离子达到净水的目的。按要求回答下列问题： 高铁酸钠主要通过如下反应制取：

2Fe(OH)₃ + 3NaClO + 4NaOH ＝ 2Na₂FeO₄ + 3X + 5H₂O，

则X 的化学式________________ ，反应中被氧化的物质是_____________ (写化学式)。

（2）铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO 等，用硫酸渣制备铁红(Fe₂O₃)的过程如下：

①酸溶过程中Fe₂O₃与稀硫酸反应的化学方程式为_______________________ ；

“滤渣A”主要成份的化学式为____________________ 。

②还原过程中加入FeS₂的目的是将溶液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，而本身被氧化为H₂SO₄，请完成该反应的离子方程式：

___ FeS₂ + ___Fe^{3 +} +___ H₂O ＝ ___Fe^{2 +} +___ SO₄^2- + ___。

③氧化过程中，O₂、NaOH与Fe²⁺反应的离子方程式为________________ 。

④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.8，

如果pH过大，可能引起的后果是____________(几种离子沉淀的pH见上表)；滤液B可以回收的物质有___________(写化学式) 。

Answer

（1）NaCl Fe（OH）3（2）①Fe2O3 + 3H2SO4 ＝ Fe2(SO4) 3 + 3H2OSiO2②1 14 8 15 2 16 H+③4Fe2+ + O2 + 2H2O + 8OH－＝ 4Fe(OH)3↓或Fe2++2OH－＝Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3

④Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯。Na2SO4、Al2(SO4)3、MgSO4

【解析】

试题分析：（1）2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3X+5H2O，根据元素守恒可知X的化学式为NaCl；反应中Fe（OH）3中的Fe元素是化合价升高被氧化；（2）硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2，加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，再加氢氧化钠和空气，调节溶液的pH的范围是3.2～3.8主要是使三价铁沉淀，而二价镁，三价铝都不沉淀，最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁，从而得到铁红；①氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，方程式为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4） 3+3H2O；因二氧化硅不与硫酸反应，故“滤渣A”主要成份的化学式为SiO2；

②FeS2中S元素的化合价从-1价升高到+6价，2个S原子转移14个电子，Fe3+转移1个电子，则二者的计量数之比为1：14，根据S守恒可知SO42-前面的化学计量数为2，根据氧守恒可知H20前面化学计量数为8，根据H守恒可知H+前化学计量数为16，则反应的离子方程式为：1FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+；③Fe2+与OH-反应生成4Fe（OH）2，Fe（OH）2不稳定易被氧气氧化为Fe（OH）3，用化合价升价法配平方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓；④根据几种离子沉淀的pH，如果pH过大，Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯；未沉淀的离子为Na+、Mg2+、Al3+，故滤液B可以回收的物质有Na2SO4、Al2（SO4）3、MgSO4。

【考点定位】通过制备铁红，考查了物质制备方案的设计及化学实验基本操作方法的综合应用，

【名师点晴】明确制备流程及化学实验基本操作方法为解答关键，硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2，加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，再加氢氧化钠和空气，调节溶液的pH的范围是3.2～3.8主要是使三价铁沉淀，而二价镁，三价铝都不沉淀，最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁，从而得到铁红；结合分析解题。