Question

【題目】以硫酸渣(主要含Fe2O3、FeO，雜質為Al2O3和SiO2等)為原料制備鐵黃(FeOOH)的一種工藝流程如下：

(1)“酸溶”時加快溶解的方法可以是________。(寫出一種)

(2)“還原”過程中主要反應的離子方程式為________。

(3)“氧化”過程中，生成FeOOH的離子方程式為________。

(4)“過濾Ⅱ”所得鐵黃在洗滌過程中，檢驗鐵黃表面已洗滌干凈的操作是________。

(5)實驗測得反應溶液的、溫度對鐵黃產率的影響如圖1、圖2所示。

①反應溫度宜選擇________；

②氧化時應控制pH的合理范圍是4.5左右，pH過小或過大均會導致鐵黃產率較低，其可能原因是________。

Answer 1

【答案】快速攪拌或適當提高酸溶時溫度 Fe+2Fe3+=3Fe2+ 取最后一次洗滌濾液，滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀，說明已洗滌干凈 40℃ pH過低導致Fe3+不可能完全轉為鐵黃，pH過大導致部分Fe3+會轉化為Fe(OH)3

【解析】

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，再加鐵粉把鐵離子還原為Fe2+，之后進行過濾，濾渣主要為不溶于稀硫酸的二氧化硅，濾液中含有Fe2+和Al3+，濾液中通入空氣氧化，同時加入氨水調節pH生成FeOOH沉淀，過濾、洗滌、烘干，得到純凈的FeOOH；

(1)快速攪拌、適當提高酸溶時溫度均可以加快溶解的速率；

(2)還原過程主要為鐵粉和鐵離子的反應，離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe2+；

(3)根據流程可知氧化過程中氧化劑為O2，Fe2+在堿性環境中被氧化成FeOOH，鐵元素化合價升高1價，所以反應中Fe2+和O2的系數比為4:1，再結合元素守恒可得離子方程式為；

(4)根據整個流程可知生成的鐵黃表面可能附著硫酸銨，所以需要檢驗鐵黃表面是否存在硫酸根來驗證鐵黃是否洗滌干凈，具體操作為：取最后一次洗滌濾液，滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀，說明已洗滌干凈；

(5)①據圖可知溫度為40℃時鐵黃的產率最高，所以溫度選40℃；

②pH過低導致Fe3+不可能完全轉為鐵黃，pH過大導致部分Fe3+會轉化為Fe(OH)3，所以pH過小或過大均會導致鐵黃產率較低。