Question

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe₂O₃)，过程如下：

（1）硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是         ， 写出酸溶过程Fe₂O₃与稀硫酸反应的离子反应方程式：                                                         ；

（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是_________；（部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表）

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
开始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4

（3）滤渣A的主要成分为       ，滤液B可以回收的物质有______________________；

（4）简述洗涤过程的实验操作                                                                 ；

（5）已知硫酸渣质量为w kg，假设铁红制备过程中，铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为m kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为          （用最简分数表达式表示）。

（已知相对原子质量：O 16  S 32  Fe 56  ）

Answer

（16分）（1） Al2O3  2分  Fe2O3 + 6H+ ==2Fe3+ + 3H2O 2分 

（2）3.2—3.8 2分   （3） SiO2  2分  Na2SO4  Al2(SO4)3  MgSO4 3分，每个1分

（4） 沿玻璃棒向漏斗（过滤器）的沉淀加蒸馏水至淹没沉淀，静置使液体自然流出，重复操作数次（3次）至沉淀洗涤干净。  2分

（5）14m/15w 2分

【解析】

试题分析：（1）Al2O3为两性氧化物，硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是Al2O3；Fe2O3与稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和H2O，离子方程式为：Fe2O3 + 6H+ ==2Fe3+ + 3H2O。

（2）根据题目所给表中数据可以看出，Fe3+完全沉淀而其它离子还未沉淀的pH范围是：3.2—3.8。

（3）硫酸渣中SiO2不与H2SO4反应，所以滤渣A的主要成分为SiO2；加入NaOH调节pH后，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，其它离子仍为硫酸盐，所以滤液B可以回收的物质有： Na2SO4  Al2(SO4)3  MgSO4

（4）用蒸馏水洗涤沉淀的方法为：沿玻璃棒向漏斗（过滤器）的沉淀加蒸馏水至淹没沉淀，静置使液体自然流出，重复操作数次（3次）至沉淀洗涤干净。

（5）m kg铁红含铁元素：m×112/160, 原来硫酸渣中铁元素质量分数为: m×112/160÷(1-25%)÷w=14m/15w。

考点：本题考查化学工艺流程的分析、离子方程式的书写、沉淀的洗涤、质量分数的计算。