Question

硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e₂O₃及少量SiO₂、A1₂O₃等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料-紅氧化鐵的工藝流程如下：

（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有

 

．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min，若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng)，溶液中Fe²⁺含量將下降，其原因是

 

（用離子方程式表示）．
（3）“中和合成”的目的是將溶液中Fe²⁺轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是

 

．
（4）煅燒A的反應(yīng)方程式是

 

．
（5）ag燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵bg．藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于

 

（用含a、b的表達(dá)式表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：工業(yè)廢渣主要含F(xiàn)e₂O₃及少量SiO₂、A1₂O₃、CaO、MgO等雜質(zhì)，加煤燃燒可生成CO、SO₂等有毒氣體，加硫酸后只有二氧化硅不反應(yīng)，酸浸時(shí)間過長(zhǎng)，溶液中Fe²⁺含量將下降，被氧化生成Fe³⁺，過濾除去二氧化硅，然后除雜時(shí)結(jié)合生成沉淀的pH可知，pH大于4.77，小于7.11時(shí)Fe³⁺和Al³⁺完全轉(zhuǎn)化為沉淀，而亞鐵離子沒有轉(zhuǎn)化為沉淀，“中和合成”的目的是將溶液中Fe²⁺轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，過濾得到A為碳酸亞鐵，需要洗滌、干燥，然后加熱得到氧化鐵，以此來解答．

解答： 解：工業(yè)廢渣主要含F(xiàn)e₂O₃及少量SiO₂、A1₂O₃、CaO、MgO等雜質(zhì)，加煤燃燒可生成CO、SO₂等有毒氣體，加硫酸后只有二氧化硅不反應(yīng)，酸浸時(shí)間過長(zhǎng)，溶液中Fe²⁺含量將下降，被氧化生成Fe³⁺，過濾除去二氧化硅，然后除雜時(shí)結(jié)合生成沉淀的pH可知，pH大于4.77，小于7.11時(shí)Fe³⁺和Al³⁺完全轉(zhuǎn)化為沉淀，而亞鐵離子沒有轉(zhuǎn)化為沉淀，“中和合成”的目的是將溶液中Fe²⁺轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，過濾得到A為碳酸亞鐵，需要洗滌、干燥，然后加熱得到氧化鐵，
（1）由上述分析可知，“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有CO、SO₂等，故答案為：CO、SO₂等；
（2）在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng)，溶液中Fe²⁺含量將下降，其原因是4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，故答案為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（3）A為碳酸亞鐵，需要洗滌、干燥，然后加熱得到氧化鐵，故答案為：洗滌、干燥；
（4）煅燒A（FeCO₃）生成氧化鐵，反應(yīng)方程式為：4FeCO₃+O₂

煅燒  .

2Fe₂O₃+4CO₂，故答案為：4FeCO₃+O₂

煅燒  .

2Fe₂O₃+4CO₂；
（5）制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，制取的紅氧化鐵bg中含有的鐵的物質(zhì)的量應(yīng)該大于：

bg×98%

160g/mol

×2=

b×98%

80

mol，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于：

b×98% 80 mol×56g/mol

ag

=

7b×98%

10a

，故答案為：

7b×98%

10a

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握制備原理及實(shí)驗(yàn)流程中的反應(yīng)、物質(zhì)的性質(zhì)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)、計(jì)算能力的綜合考查，題目難度不大．