Question

硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe₂O₃及少量SiO₂、A1₂O₃、CaO、MgO等雜質）．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”中產生的有毒氣體可能有______．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min，若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe²⁺含量將下降，其原因是______（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：

氫氧化物	Al（OH）3	Mg（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀的pH	3.10	8.54	2.01	7.11
完全沉淀的pH	4.77	11.04	3.68	9.61

在“除雜”步驟中，為除去Fe³⁺和Al³⁺，溶液的pH最大值應小于______，檢驗Fe³⁺已經除盡的試劑是______；當pH=5時，溶液中c（Al³⁺）=______mol?L^-1（已知常溫下K_sp[Al（OH）₃]=2.0×10^-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe²⁺轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是______．
（5）ag燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵bg．藥典標準規定，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量分數應不低于______（用含a、b的表達式表示）．

Answer 1

（1）硫鐵礦燒渣是一種工業廢渣（含Fe₂O₃及少量SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO等雜質），依據流程分析，加入碳還原會和二氧化硅反應生成硅和一氧化碳，硫鐵礦燃燒會生成二氧化硫，生成的污染性氣體為一氧化碳和二氧化硫，
故答案為：CO、SO₂；
（2）在空氣中“酸浸”時間過長，溶液中Fe²⁺含量將下降的原因是亞鐵離子在酸性溶液中被氧氣氧化為鐵離子，反應的離子方程式為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O；
（3）除去Fe³⁺和Al³⁺，依據圖表中沉淀所需PH分析，溶液PH小于7.11時，亞鐵離子不沉淀，鐵離子和鋁離子完全沉淀，檢驗鐵離子可以使用KSCN溶液；溶液pH=5時，溶液中氫氧根離子濃度為：1×10^-9mol/L，K_sp[Al（OH）₃]=2.0×10^-33，c（Al³⁺）=

Ksp

c(OH-)3

=

2.0×10-33

(1×10-9)3

mol/L=2.0×10^-6mol/L，
故答案為：7.11；KSCN溶液；2.0×10^-6；
（4）將溶液中Fe²⁺轉變為碳酸亞鐵沉淀，防止混入雜質，需要對沉淀繼續洗滌干燥，
故答案為：洗滌或洗滌、干燥；
（5）制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，制取的紅氧化鐵bg中含有的鐵的物質的量應該大于：

bg×98%

160g/mol

×2=

b×98%

80

mol，則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于：

b×98% 80 mol×56g/mol

ag

=

b×98.0%×56

80a

，
故答案為：

b×98.0%×56

80a

．