Question

11．利用硫酸渣（主要含Fe₂O₃、FeO，雜質為Al₂O₃和SiO₂等）生產鐵基顏料鐵黃（FeOOH）的制備流程如下：

（1）“酸溶”時，Fe₂O₃與硫酸反應的化學方程式為Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（2）濾渣Ⅰ的主要成分是FeS₂、S和SiO₂（填化學式）；Fe³⁺被FeS₂還原的離子方程式為2Fe³⁺+FeS₂=3Fe²⁺+2S．
（3）“氧化”中，生成FeOOH的離子方程式為4Fe²⁺+8NH₃•H₂O+O₂=4FeOOH↓+8NH₄⁺+2H₂O．
（4）濾液Ⅱ中溶質是Al₂（SO₄）₃和（NH₄）₂SO₄（填化學式）；“洗滌”時，檢驗鐵黃表面已洗滌干凈的操作是取最后一次洗滌液，滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀說明已洗干凈．

Answer 1

分析 硫酸渣（主要含Fe₂O₃、FeO，雜質為Al₂O₃和SiO₂等）加硫酸溶解，金屬氧化物轉化為金屬陽離子，二氧化硅不溶，再加FeS₂把鐵離子還原為Fe²⁺，同時生成S沉淀，過濾，濾渣含有二氧化硅和S、FeS₂，濾液中含有Fe²⁺和Al³⁺，濾液中通入空氣氧化，同時調節pH生成FeOOH沉淀，過濾、洗滌、烘干，得到純凈的FeOOH；
（1）氧化鐵是堿性氧化物，可以和酸反應生成鹽和水；
（2）根據流程分析判斷；由反應物和生成物以及電子守恒來配平化學方程式；
（3）在堿性環境下，亞鐵離子可以被氧氣氧化為生成FeOOH；
（4）加氨水調節pH時，生成了硫酸銨；鐵黃表面附著的離子為硫酸根離子，若洗液中沒有硫酸根離子，說明已經洗凈，根據檢驗硫酸根離子的方法分析．

解答 解：硫酸渣（主要含Fe₂O₃、FeO，雜質為Al₂O₃和SiO₂等）加硫酸溶解，金屬氧化物轉化為金屬陽離子，二氧化硅不溶，再加FeS₂把鐵離子還原為Fe²⁺，同時生成S沉淀，過濾，濾渣含有二氧化硅和S、FeS₂，濾液中含有Fe²⁺和Al³⁺，濾液中通入空氣氧化，同時調節pH生成FeOOH沉淀，過濾、洗滌、烘干，得到純凈的FeOOH；
（1）氧化鐵是堿性氧化物，可以和硫酸反應生成硫酸鐵和水，即Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（2）由流程分析可知濾渣Ⅰ的主要成分是FeS₂、S和SiO₂；-2價的硫離子具有還原性，FeS₂可以將溶液中的Fe³⁺還原為Fe²⁺，而本身被氧化為S沉淀，有關的離子方程式為2Fe³⁺+FeS₂=3Fe²⁺+2S，
故答案為：SiO₂；2Fe³⁺+FeS₂=3Fe²⁺+2S；
（3）在堿性環境下，亞鐵離子可以被氧氣氧化為生成FeOOH，則“氧化”中，亞鐵離子、氧氣及氨水反應生成FeOOH、銨根離子和水，其離子方程式為4Fe²⁺+8NH₃•H₂O+O₂=4FeOOH↓+8NH₄⁺+2H₂O，
故答案為：4Fe²⁺+8NH₃•H₂O+O₂=4FeOOH↓+8NH₄⁺+2H₂O；
（4）濾液I中加氨水調節pH，會生成硫酸銨，所以濾液Ⅱ中溶質是Al₂（SO₄）₃和 （NH₄）₂SO₄；
鐵黃表面附著的離子為硫酸根離子，若洗液中沒有硫酸根離子，說明已經洗凈，則其操作為取最后一次洗滌液，滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀說明已洗干凈．
故答案為：（NH₄）₂SO₄；取最后一次洗滌液，滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀說明已洗干凈．

點評 本題以鐵黃（FeOOH）的制備流程為知識背景，考查硅、鐵的化合物的性質、離子方程式的書寫、物質的分離提純等，難度中等，清楚工藝流程原理是解題的關鍵，是對知識遷移的綜合運用．