鐵黃是一種重要的化工產(chǎn)品。由生產(chǎn)鈦白粉廢渣制備鐵黃的過(guò)程如下。
資料：ⅰ.鈦白粉廢渣成分：主要為FeSO4?H2O，含少量TiOSO4和不溶物
ⅱ.TiOSO4+（x+1）H2O?TiO2?xH2O↓+H2SO4
ⅲ.0.1mol?L-1 Fe2+生成Fe（OH）2，開(kāi)始沉淀時(shí)pH=6.3，完全沉淀時(shí)pH=8.3
0.1mol?L-1 Fe3+生成FeOOH，開(kāi)始沉淀時(shí)pH=1.5，完全沉淀時(shí)pH=2.8
（1）純化
①加入過(guò)量鐵粉的目的是 與硫酸反應(yīng)，使得TiOSO4+2H2O?TiO2?H2O↓+H2SO4平衡正向移動(dòng)沉鈦并防止二價(jià)鐵被氧化與硫酸反應(yīng)，使得TiOSO4+2H2O?TiO2?H2O↓+H2SO4平衡正向移動(dòng)沉鈦并防止二價(jià)鐵被氧化。
②充分反應(yīng)后，分離混合物的方法是 過(guò)濾過(guò)濾。
（2）制備晶種
為制備高品質(zhì)鐵黃產(chǎn)品，需先制備少量鐵黃晶種。過(guò)程及現(xiàn)象是：向一定濃度FeSO4溶液中加入氨水，產(chǎn)生白色沉淀，并很快變成灰綠色。滴加氨水至pH為6.0時(shí)開(kāi)始通空氣并記錄pH變化（如圖）。
①產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是 Fe2++2NH3?H2O=Fe（OH）2+2NH+4Fe2++2NH3?H2O=Fe（OH）2+2NH+4。
②產(chǎn)生白色沉淀后的pH低于資料ⅲ中的6.3。原因是：沉淀生成后c（Fe2+） ＞＞0.1mol?L-1（填“＞”“=”或“＜”）。
③0-t1時(shí)段，pH幾乎不變；t1-t2時(shí)段，pH明顯降低。結(jié)合方程式解釋原因：pH=6.0左右，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，因此pH幾乎不變，之后發(fā)生4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+，溶液中H+濃度增大，pH減小pH=6.0左右，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，因此pH幾乎不變，之后發(fā)生4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+，溶液中H+濃度增大，pH減小。
④pH≈4時(shí)制得鐵黃晶種。若繼續(xù)通入空氣，t3后pH幾乎不變，此時(shí)溶液中c（Fe2+）仍降低，但c（Fe3+）增加，且c（Fe2+ ）降低量大于c（Fe3+ ）增加量。結(jié)合總方程式說(shuō)明原因：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+。
（3）產(chǎn)品純度測(cè)定
鐵黃純度可以通過(guò)產(chǎn)品的耗酸量確定。
資料：Fe3++3C2O2-4═Fe（C2O4）33-，F(xiàn)e（C2O4）33-不與稀堿液反應(yīng)Na2C2O4過(guò)量，會(huì)使測(cè)定結(jié)果 不受影響不受影響（填“偏大”“偏小”或“不受影響”）。
NH
+
4
NH
+
4
O
2
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4
【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．
【答案】與硫酸反應(yīng)，使得TiOSO4+2H2O?TiO2?H2O↓+H2SO4平衡正向移動(dòng)沉鈦并防止二價(jià)鐵被氧化；過(guò)濾；Fe2++2NH3?H2O=Fe（OH）2+2；＞；pH=6.0左右，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，因此pH幾乎不變，之后發(fā)生4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+，溶液中H+濃度增大，pH減??；4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+；不受影響
NH
+
4
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：587引用：3難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開(kāi)始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開(kāi)始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開(kāi)始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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