Question

（2014•盐城三模）用磁铁矿（主要成分Fe3O4、含Al2O3和SiO2等杂质），制取高纯铁红的工艺流程如图1．（已知

Answer 1

解题思路：（1）酸浸过程中四氧化三铁和酸反应生成亚铁离子、铁离子和水；加入过量铁粉将Fe³⁺还原为Fe²⁺；

（2）滴加氨水，铝离子和氨水反应生成氢氧化铝沉淀；

（3）根据流程图分析，图中滤液主要成分为NH₄⁺；

（4）在氧气（空气）中碳酸亚铁和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳；因普通玻璃高温下容易软化，所以图中使用耐高温的石英玻璃．

用磁铁矿（主要成分Fe₃O₄、含Al₂O₃和SiO₂等杂质），制取高纯铁红的工艺流程：酸浸过程中四氧化三铁和酸反应Fe₃O₄+4H₂SO₄

△

.

Fe₂（SO₄）₃+FeSO₄+4H₂O生成亚铁离子、铁离子和水，氧化铝和酸反应：Al₂O₃+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂O，二氧化硅不反应，加入过量铁粉将Fe³⁺还原为Fe²⁺：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，因K_sp[Fe（OH）₂]=8×10^-16；K_sp[Al（OH）₃]=1.3×10^-33，所以加入20%的NH₃•H₂O，调PH=5.7，Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，过滤得到滤渣为：Fe、SiO₂、Al（OH）₃，滤液中含有Fe²⁺、NH₄⁺，加入碳酸氢铵得到FeCO₃，碳酸亚铁和氧气反应4FeCO₃+O₂

高温

.

2Fe₂O₃+4CO₂．

（1）酸浸过程中四氧化三铁和酸反应生成亚铁离子、铁离子和水，“酸浸”过程中Fe₃O₄发生反应的方程式为：Fe₃O₄+4H₂SO₄

△

.

Fe₂（SO₄）₃+FeSO₄+4H₂O；加入过量铁粉将Fe³⁺还原为Fe²⁺：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，以便下一步进行铁、铝分离，

故答案为：Fe₃O₄+4H₂SO₄

△

.

Fe₂（SO₄）₃+FeSO₄+4H₂O；将Fe³⁺还原为Fe²⁺（或作还原剂）；

（2）滴加氨水，铝离子和氨水反应：Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，

故答案为：Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；

（3）加入20%的NH₃•H₂O，调PH=5.7，Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，过滤得到滤渣为：Fe、SiO₂、Al（OH）₃，滤液中含有Fe²⁺、NH₄⁺，加入碳酸氢铵得到FeCO₃，此时图中滤液主要成分为NH₄⁺，

故答案为：NH₄⁺；

（4）在氧气（空气）中碳酸亚铁和氧气反应反应：4FeCO₃+O₂

高温

.

2Fe₂O₃+4CO₂，生成氧化铁和二氧化碳，采用图2装置（加热仪器已略去）在约600～650℃煅烧30min，通入的气体A是氧气（空气）；因石英玻璃成分为二氧化硅为原子晶体耐高温，普通玻璃高温下容易软化，所以图中使用耐高温的石英玻璃，

故答案为：氧气（空气）；普通玻璃高温下容易软化．

点评：

本题考点： 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．

考点点评： 本题考查了工业生产流程的分析判断，铁、铝及其化合物性质的分析应用，掌握流程分析方法和题干信息的理解应用是解题关键，题目难度中等．