Question

铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO₃)可作为补血剂,铁红(Fe₂O₃)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe₂O₃、FeO,还有一定量的SiO₂)制备FeCO₃的流程如下:

（1）“酸溶”时加快反应速率的方法有______(写出一种)。 

（2）①“还原”时,FeS₂与H₂SO₄不反应,Fe³⁺通过两个反应被还原,其中一个反应如下:

FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O15Fe²⁺+2S+16H⁺，则另一个反应的离子方程式为_________。 

②加入FeS₂还原后,检验Fe³⁺是否反应完全的方法是______________________。 

（3）①“沉淀”时,需要控制温度在35 ℃以下,其可能原因是___________________。 

②所得FeCO₃需充分洗涤,检验沉淀已洗净的方法是______________。 

（4）FeCO₃浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,同时释放出CO₂,则与FeCO₃反应的物质为_______(填化学式)。 

（5）写出在空气中煅烧FeCO₃制备高纯氧化铁的化学方程式:_________________。FeCO₃在空气中煅烧生成Fe₂O₃时,也会生成FeO。现煅烧23.2 kg的FeCO₃,得到Fe₂O₃和FeO的混合物15.84 kg,则Fe₂O₃的质量为____kg。

Answer

加热(或增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等) FeS2+2Fe3+ = 3Fe2++2S↓ 取少量溶液,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明其中含有Fe3+,未反应完全 防止碳酸铵分解,减小亚铁离子的水解程度 取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明沉淀已洗涤干净,反之,则说明没洗涤干净 O2、H2O 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 14.4

【解析】（1）“酸溶”时，可以加快反应速率的方法有多种，如加热(或增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等)。 

（2）①“还原”时,FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过两个反应被还原,其中一个反应如下：

FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2S+16H+，则另一个反应的离子方程式为FeS2+2Fe3+ = 3Fe2++2S↓。 

②加入FeS2还原后，检验Fe3+是否反应完全的方法是取少量溶液,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明其中含有Fe3+,未反应完全。 

（3）①碳酸铵受热易分解,，温度升高亚铁离子的水解程度会增大，所以，“沉淀”时,需要控制温度在35 ℃以下,其可能原因是防止碳酸铵分解,减小亚铁离子的水解程度。 

②FeCO3是从硫酸铵溶液中分离出来的，洗涤是否干净可以通过检验硫酸根离子来证明，所以检验沉淀已洗净的方法是：取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明沉淀已洗涤干净，反之，则说明没洗涤干净。 

（4）FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,同时释放出CO2，说明FeCO3可以被空气中的氧气氧化并发生水解生成氢氧化铁和二氧化碳，所以与FeCO3反应的物质为O2、H2O。 

（5）在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时,也会生成FeO。现煅烧23.2 kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84 kg，设其中Fe2O3的质量为x，根据化学反应前后铁元素质量不变可得：×100%×x＋×100%×(15.84 kg－x)＝×100%×23.2 kg，解之得x＝14.4 kg。