某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)可用于制备FeCO3 , 其流程如下: <br/><img alt="1" src="
某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)可用于制备FeCO3 , 其流程如下:
已知:“还原”时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原,其中反应Ⅰ如下:FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+(1)加入FeS2还原后,检验Fe3+是否反应完全的试剂为______ .(2)所得FeCO3需充分洗涤,检验是否洗净的方法是______ . “沉淀”时,pH不宜过高,否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是______ .(3)①写出“还原”时反应Ⅱ的离子方程式:______ .(4)②“还原”前后溶液中部分离子的浓度见下表(溶液体积变化或略不计):
离子 | 离子浓度(mol•L﹣1) | |
还原前 | 还原后 | |
Fe2+ | 0.10 | 2.5 |
SO42﹣ | 3.5 | 3.7 |
请计算反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比(写出计算过程).
【答案】(1)KSCN溶液
(2)取最后一次洗涤滤液,滴加氯化钡溶液,看溶液是否有沉淀,若无沉淀,则已经洗涤干净;氢氧化铁
(3)2Fe3++S2﹣=2Fe2++S↓
(4)解:根据表可知,反应Ⅰ中生成的硫酸根的浓度为0.2mol•L﹣1,据反应FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+可知,反应Ⅰ中被还原的Fe3+的物质的量浓度为1.4mol•L﹣1,同时计算出生成的亚铁离子的浓度为1.5mol•L﹣1,两个反应中共生成的亚铁离子的浓度为2.4mol•L﹣1,所以反应Ⅱ中生成的亚铁离子浓度为0.9mol•L﹣1,根据2Fe3++S2﹣=2Fe2++S↓可知,Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量浓度为0.9mol•L﹣1,所以反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比为1.4mol•L﹣1:0.9mol•L﹣1=14:9,
答:反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比为14:9
【解析】解:烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)用硫酸浸取,过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸亚铁、未反应的硫酸,滤渣为二氧化硅,用二硫化亚铁矿还原Fe3+后过滤,得滤液中含有硫酸亚铁,向滤液中加入碳酸铵,过滤得碳酸亚铁,滤液中有硫酸铵,(1)检验Fe3+常用KSCN溶液,看溶液是否呈血红色,所以检验Fe3+是否反应完全的试剂为KSCN溶液,
所以答案是:KSCN溶液;(2)过滤得碳酸亚铁,滤液中有硫酸铵,所以检验FeCO3是否洗净,就是检验洗涤滤液中是否有硫酸根离子,所以操作为取最后一次洗涤滤液,滴加氯化钡溶液,看溶液是否有沉淀,若无沉淀,则已经洗涤干净,“沉淀”时,pH过高时溶液中的亚铁离子会生成氢氧化亚铁,进而生成氢氧化铁,
所以答案是:取最后一次洗涤滤液,滴加氯化钡溶液,看溶液是否有沉淀,若无沉淀,则已经洗涤干净;氢氧化铁;(3)①根据流程可知,“还原”时反应Ⅱ有硫产生,应为硫离子与铁离子之间的氧化还原反应,反应的离子方程式为2Fe3++S2﹣=2Fe2++S↓,
所以答案是:2Fe3++S2﹣=2Fe2++S↓;
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