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化学每日经典例题（2021.1.4）某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3 、SiO2 、Al2O3 ，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁 (FeSO47H2O)晶体，设计了如下流程：已知:(1)常温下，金属离子开始沉淀和沉淀完全时的 pH 见下表开始形成氢氧化物沉淀的 pH完全形成氢氧化物沉淀的 pHFe2+7.09.0Fe3+1.93.2Al3+3.35.0(2)七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)的溶解度温度/℃1020304050FeSO47H2O 溶解度(g)15.526.532.940.248.92 3(1) 溶解烧渣选用足量硫酸，写出 Fe O 与硫酸反应的离子方程式 ;检验溶液 1 中含有 Fe3+的实验方法是 ;(2) 固体 1 是制作单晶硅的主要原料,写出该反应的化学方程式 ; (3)试剂 X 是 ;固体 2 是 ;(4) 加入 NaOH 溶液控制 pH 应不超过 ;(5) 从溶液 2 中获得晶体的的方法为 , 过滤、洗涤、干燥2 3 2【答案】Fe O + 6H+=2Fe3+ +3H O 取原溶液适量于洁净的小试管中，滴加 KSCN 溶液，若溶液显红色，则原溶液中含有2 3Fe3+SiO +C Si+COFeAl（OH） 7.0 高温溶解冷却结晶【解析】烧渣的主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3，烧渣中加入足量酸，其中 Fe2O3、Al2O3 转化为 Fe3+、Al3+进入溶液 1 中，SiO2 与酸不反应，固体 1 的成分为 SiO2；根据流程，从溶液 2 中能获得 FeSO47H2O，溶液 2 中溶质含 FeSO4，则试剂 X 具有还原性，能将 Fe3+还原为 Fe2+，且不引进新杂质，则试剂 X 为 Fe；根据各金属离子开始沉淀和沉淀完全时的 pH，加入 NaOH 溶液控制 pH 使 Al3+全部转化为 Al（OH）3 沉淀而除去、Fe2+不形成沉淀，控制的 pH 范围在 5.0~7.0 之间；FeSO47H2O 受热易分解，FeSO47H2O 的溶解度随着温度的升高明显增大，所以从溶液 2 中获得FeSO47H2O 的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥；据此作答。

详解】烧渣的主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3，烧渣中加入足量酸，其中 Fe2O3、Al2O3 转化为 Fe3+、Al3+进入溶液 1 中， SiO2 与酸不反应，固体 1 的成分为 SiO2；根据流程，从溶液 2 中能获得 FeSO47H2O，溶液 2 中溶质含 FeSO4，则试剂 X 具有还原性，能将 Fe3+还原为 Fe2+，且不引进新杂质，则试剂 X 为 Fe；根据各金属离子开始沉淀和沉淀完全时的 pH，加入 NaOH 溶液控制 pH 使 Al3+全部转化为 Al（OH）3 沉淀而除去、Fe2+不形成沉淀，控制的 pH 范围在 5.0~7.0 之间1） Fe2O3 与硫酸反应的化学方程式为 Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，离子方程式为 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O检验 Fe3+用 KSCN 溶液，检验溶液 1 中含 Fe3+的实验方法是：取溶液 1 适量于洁净的小试管中，滴加 KSCN 溶液， 若溶液显红色，则溶液 1 中含有 Fe3+2） 固体 1 的成分为 SiO2，SiO2 制作 Si 的化学方程式为 SiO2+2C Si+2CO↑。

3） 试剂 X 的作用是将 Fe3+还原为 Fe2+，且不引进新杂质，试剂 X 为 Fe，加入 Fe 发生的主要反应的离子方程式为 Fe+2Fe3+=3Fe2+根据各金属离子开始沉淀和沉淀完全时的 pH，加入 NaOH 溶液控制 pH 使 Al3+全部转化为 Al（OH）3 沉淀而除去、Fe2+不形成沉淀，固体 2 是 Al（OH）34） 根据各金属离子开始沉淀和沉淀完全时的 pH，加入 NaOH 溶液控制 pH 使 Al3+全部转化为 Al（OH）3 沉淀而除去、Fe2+不形成沉淀，控制 pH 应不超过 7.05） ） 由于 FeSO47H2O 受热易分解， FeSO47H2O 的溶解度随着温度的升高明显增大， 所以从溶液 2 中获得FeSO47H2O 的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。