Question

6．硫鐵礦燒渣（主要成分Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂等）是工業生產硫酸的廢渣，利用硫鐵礦燒渣制備鐵紅等產品的流程如圖所示

回答下列問題：
（1）若焙燒時還原劑碳燃燒產生的氣體能將鐵的多種氧化物還原成鐵單質，則該氣體與Fe₂O₃反應的化學方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）酸浸時間一般不超過20min，若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe²⁺含量將下降，其原因用離子方程式表示為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O．
（3）加碳酸氫銨合成時反應溫度一般需控制在35℃以下，其目的是防止NH₄HCO₃分解．
（4）若產品Ⅱ的主要成分是K₂SO₄，則試劑X為KCl，反應的離子方程式為2K⁺+SO₄^2-=K₂SO₄↓．
（5）空氣中煅燒FeCO₃生成產品Ⅰ的化學反應方程式為4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．
（6）檢驗產品II中是否含有氯化物雜質的實驗操作是：取少量產品Ⅱ于試管中配成溶液，滴加過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾后向濾液滴加AgNO₃溶液滴加過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾后向濾液滴加AgNO₃溶液．

Answer 1

分析 Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO與還原劑反應生成鐵，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，過濾時用到的儀器有鐵架臺、漏斗、燒杯、玻璃棒等，所以濾液中的主要溶質是硫酸亞鐵；硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應得到碳酸亞鐵和硫酸銨，實驗室進行煅燒操作所需儀器有酒精燈、泥三角、三腳架、玻璃棒、坩堝、坩堝鉗；碳酸亞鐵與氧氣反應生成了氧化鐵和二氧化碳；硫酸銨與氯化鉀反應生成硫酸鉀和氯化銨，根據硫酸鉀的溶解度隨溫度變化不大，可用蒸發結晶、趁熱過濾、洗滌、干燥得到硫酸鉀，檢驗產品II中是否含有氯化物雜質需先除去SO₄，再檢驗Cl^-，以此解答該題，
（1）若焙燒時還原劑碳燃燒產生的氣體為CO，與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳氣體；
（2）溶液中Fe²⁺具有還原性，可被空氣中氧氣氧化含量將下降；
（3）碳酸氫銨不穩定，加熱易分解；
（4）流程圖可以看出酸浸、過濾后濾液中的溶質主要是硫酸亞鐵，硫酸亞鐵和碳酸氫銨反應生成碳酸亞鐵和硫酸銨，過濾后反應Ⅱ中硫酸銨與X反應生成硫酸鉀和氯化銨，因此加入的X應為氯化鉀，過濾得到硫酸鉀，說明硫酸鉀溶解度小；
（5）碳酸亞鐵與氧氣反應生成了氧化鐵和二氧化碳；
（6）因檢驗產品II中是否含有氯化物雜質需先除去SO₄，再檢驗Cl^-．

解答 解：（1）若焙燒時還原劑碳燃燒產生的氣體為CO，與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳氣體，方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，
故答案為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）具有還原性，可被空氣中氧氣氧化，方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（3）碳酸氫銨不穩定，加熱易分解，應在溫度較低的情況下加熱，
故答案為：防止碳酸氫銨分解；
（4）由流程圖可以看出酸浸、過濾后濾液中的溶質主要是硫酸亞鐵，硫酸亞鐵和碳酸氫銨反應生成碳酸亞鐵和硫酸銨，過濾后反應Ⅱ中硫酸銨與X反應生成硫酸鉀和氯化銨，因此加入的X應為氯化鉀，要過濾得到硫酸鉀，說明在此條件下硫酸鉀的溶解度小于氯化銨的溶解度，反應的離子方程式為：2K⁺+SO₄^2-=K₂SO₄↓，
故答案為：KCl；2K⁺+SO₄^2-=K₂SO₄↓；
（5）碳酸亞鐵與氧氣反應生成了氧化鐵和二氧化碳，4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂，
故答案為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；
（6）因檢驗產品II中是否含有氯化物雜質需先除去SO₄，再檢驗Cl^-，所以滴加過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾后向濾液滴加AgNO₃溶液，
故答案為：滴加過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾后向濾液滴加AgNO₃溶液．

點評 本題綜合考查物質的分離、提純以及制備，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意把握實驗的目的和原理，難度中等．