Question

利用硫酸渣（主要含凡Fe₂O₃、FeO，杂质为MgO和SiO₂等）生产铁基颜料铁黄（FeOOH）的制备流程如下：

（1）FeS₂的结构类似于Na₂O₂，是一种过硫化物，FeS₂的电子式为__________，过滤II后对滤渣进行“洗涤”的具体操作是___________________。

（2）滤渣Ⅰ的主要成分是FeS₂、S和       （填化学式）；Fe³⁺被FeS₂还原的离子方程式为        。

（3）“氧化”中，生成FeOOH的离子方程式为       。

（4）铁黄（FeOOH）可认为是Fe(OH)₃的脱水产物。常温下欲使Fe³⁺沉淀完全（即c(Fe³⁺)≤1×10^-6mol/L），则滤液II的pH至少为______；从沉淀溶解平衡角度考虑，溶液中存在的NH₄⁺对Fe(OH)₃沉淀的影响是___________。(己知:Ksp[Fe(OH)₃]=1×10^-38)

Answer

（1）；向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀，待液体滤出后重复2-3次；

（2）SiO2；2Fe3++FeS2=3Fe2++2S；S；

（3）4Fe2++8NH3·H2O+O2=4FeOOH↓+8NH4++2H2O；

（4）3；NH4+结合溶液中的OH-造成c(OH-)减小，Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq)平衡正向移动，Fe(OH)3沉淀量减少。

【解析】

试题分析：(l)根据题目信息知FeS2的结构类似于Na2O2，依照O22-的结构写出FeS2的电子式是；洗涤沉淀不必转移到另一容器中，直接向过滤器中加水至浸没沉淀，待液体滤出后重复2—3次即可，并且如此操作还能够减少固体损失。 (2)硫酸渣加硫酸酸溶，得Fe3+、Fe2+、Mg2+的溶液，加FeS2还原Fe3+变为Fe2+，SiO2不溶于酸，滤渣I中还有SiO2。反应物为Fe3+、FeS2,（硫显-1价，铁显+2价），生成物有Fe2+、S(滤渣I成分)，再根据得失电子守恒配平方程式是2Fe3++FeS2=3Fe2++2S； (3)滤液I中主要含Fe2+、Mg2+，加空气氧化Fe2+为Fe3+，加氨水调节pH 3～4，将Fe3+形成Fe(OH)3沉淀。反应物为Fe2、O2、NH3·H2O，生成物有FeOOH、NH4+，根据电子守恒和电荷守恒配平可得4Fe2+ +8 NH3·H2O=4FeOOH↓+8 NH4++2 H2O。(4)因Ksp[Fe(OH)3l= c(Fe3+)·c3(OH-) =1×1038，当c(Fe3+) =1×10-5mol/L时c((OH-)=1×10-11mol/L，即c(H+)=1×I0 - 3 mol/L，溶液pH=3；由(3)中反应可判断滤液II中溶质为MgSO4、(NH4)2SO4，NH4+结合溶液中的OH-造成c(OH-)减小，会造成Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH- (aq) ,平衡正向移动，Fe(OH)3沅淀量减少。

考点：考查物质结构、物质的电子式及化学反应的离子方程式的书写及沉淀溶解平衡的有关应用的知识。