Question

【題目】以下是用硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2）為原料制備高純氧化鐵的生產流程示意圖：

回答下列問題：
（1））古代中國四大發明之一的指南針是由天然磁石制成的，其主要成分是________(填字母) a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4

（2）酸浸、過濾后濾液A中的金屬陽離子是_________，檢驗其中較低價態的陽離子所用試劑為________（填化學式）。煅燒FeCO3生成產品Ⅰ的化學反應方程式為_______________
（3）已知幾種鹽的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示，產品Ⅱ的化學式為_______，為了獲得產品Ⅱ，向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液后，還需要進行的操作是 _____、趁熱過濾、洗滌、干燥．

（4）進一步提純產品Ⅱ的方法是；__________________
（5）步驟IV反應的離子方程式__________

Answer 1

【答案】dFe2+、Fe3+K3[Fe（CN）6]4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2K2SO4蒸發結晶重結晶Fe2++2HCO3-=FeCO3+CO2+H2O

【解析】

在礦鐵中加入酸，SiO2不與酸反應，過濾后所得濾渣為SiO2，濾液A中加入過量鐵粉將Fe3+還原為Fe2+，可加入氨水調節溶液pH至5~6.5，過濾后在濾液B中加入碳酸氫銨可生成FeCO3，應高溫煅燒可得e2O3，硫酸銨溶液和KCl合成無氯鉀肥硫酸鉀，以此解答。

（1）古代中國四大發明之一的司南是由天然磁石制成的，磁鐵成分主要是四氧化三鐵，選d，
因此，本題正確答案是：d；

（2）Fe2O3、Fe3O4、FeO能與稀硫酸反應得到Fe2+、Fe3+，SiO2不能與稀硫酸反應，因此酸浸、過濾后濾液A中含有的金屬陽離子是Fe2+、Fe3+，檢驗Fe2+所用試劑為K3[Fe（CN）6]，加入該試劑若出現藍色沉淀，則證明含有Fe2+，
由流程圖可以知道，煅燒FeCO3生成產品Ⅰ氧化鐵和二氧化碳，Fe元素化合價升高，反應物中應有氧氣，化學方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，

因此，本題正確答案是：Fe2+、Fe3+；K3[Fe（CN）6]；4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；
（3）產品II是無氯鉀肥，所以產品II是硫酸鉀，化學式為K2SO4；

向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液后，根據幾種鹽的溶解度曲線，可知硫酸鉀的溶解度較小，氯化銨的溶解度較大，所以還需要進行的操作是蒸發結晶，將硫酸鉀以晶體形式析出，趁熱過濾、洗滌、干燥，即可得到產品II；

因此，本題正確答案是：K2SO4；蒸發結晶；

（4）進一步提純產品II，則需要再次結晶，即重結晶的方法；

因此，本題正確答案是：重結晶；

（5）濾液B中含有硫酸亞鐵，加入NH4HCO3溶液發生的化學方程式為FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+CO2↑+H2O，

因此步驟Ⅳ反應的離子方程式為：Fe2++2HCO3-= FeCO3↓+CO2↑+H2O，
因此，本題正確答案是：Fe2++2HCO3-= FeCO3↓+CO2↑+H2O。