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)制备碳酸亚铁的流程如下：

(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⁺ +8H₂O＝15Fe²⁺ +2SO₄^2－+16H⁺，则另一个反应的离子方程式为：___________________；②FeS₂还原后，检验Fe³⁺是否反应完全的方法是_______________________。

(3)①“沉淀”时，需控制pH不宜过高，否则生成的FeCO₃中可能混有____________杂质；

②写出加入NH₄HCO₃生成“沉淀”的化学方程式：___________________________；

③所得FeCO₃需充分洗涤，检验沉淀已洗涤干净的方法是_______________________。

(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）FeCO₃在空气中煅烧生成Fe₂O₃时，也会生成FeO．现煅烧23.2kg的FeCO₃，得到Fe₂O₃和FeO的混合物15.84kg．则Fe₂O₃的质量为___________kg。

Answer

（1）加热、增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等；

（2）①FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S↓②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+，反应，未反应完全；

（3）①Fe(OH)2②FeSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4＋FeCO3↓＋H2O＋CO2↑③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，则表明已洗涤干净，反之，则说明没洗涤干净；（4）O2、H2O（5）14.4

【解析】

试题分析：烧渣（主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2）用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸亚铁、未反应的硫酸，滤渣为二氧化硅，用二硫化亚铁矿还原Fe3+后过滤，得滤液中含有硫酸亚铁，向滤液中加入碳酸铵，过滤得碳酸亚铁，滤液中含有硫酸铵、碳酸铵；

（1）可以通过加热、增加硫酸的浓度、固体粉碎及搅拌等措施提高酸浸时反应速率：

（2）①Fe3+被FeS2还原成Fe2+，发生反应的离子方程式包括：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+、FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S↓；②Fe3+与KSCN溶液反应呈血红色，检验Fe3+是否反应完全可选择KSCN溶液，具体方法是取少量溶液，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明其中含有Fe3+，反应，未反应完全；

（3）①pH过高时溶液生成氢氧化亚铁沉淀；

②加入NH4HCO3生成“沉淀”的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4＋FeCO3↓＋H2O＋CO2↑；

③碳酸亚铁表面会附着硫酸铵，所以检验FeCO3是否洗净，可以检验洗涤滤液中是否有硫酸根离子，具体方法为：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，则表明已洗涤干净，反之，则说明没洗涤干净；

（4）红褐色固体是Fe（OH）3，FeCO3、H2O和O2反应生成Fe（OH）3和CO2；

（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，设Fe2O3的质量为x，根据化学反应前后铁元素质量不变可得：，解得x=14.4 kg。

【考点定位】考查物质制备工艺流程图分析

【名师点晴】本题属于信息题的考查，考查了铁及其化合物的性质，主要通过发生流程知道反应物和生成物进行相关问题的分析，涉及实验的基本操作、离子的检验及化学计算，能够考查学生的知识分析能力。无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。