綠礬（FeSO4?7H2O）可用作除草劑、凈水劑或抗貧血藥等。某研究小組利用工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe2O3、Al2O3和SiO2，不考慮其他雜質(zhì)）制備綠礬，其簡易流程如圖（反應條件略）。
請回答下列問題。
（1）步驟Ⅰ中，酸浸前將硫鐵礦燒渣粉碎，其目的是 增大反應物接觸面積，加快浸出速率，提高原料的利用率增大反應物接觸面積，加快浸出速率，提高原料的利用率；寫出H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。
（2）步驟Ⅱ中，用活化硫鐵礦（FeS2）還原Fe3+（不考慮其他反應）。
①補齊該反應的離子方程式：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO2-4+16H+FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO2-4+16H+。
[]Fe-1S2+[]Fe3++[]H2O═[]Fe2++[]SO2-4+[]□
②為了檢驗Fe3+是否被完全還原，小組同學的操作和現(xiàn)象是 過濾前取少量清液于試管中，向其中滴加幾滴KCN溶液，觀察溶液顏色是否呈紅色過濾前取少量清液于試管中，向其中滴加幾滴KCN溶液，觀察溶液顏色是否呈紅色。
（3）步驟Ⅲ中，加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右，隨后在步驟Ⅳ中通入空氣，使溶液的pH降到5.2，用離子方程式表示步驟Ⅳ中通入空氣使溶液pH降低的原因 4Fe2++O2+10H2O=4Fe（OH）3↓+8H+4Fe2++O2+10H2O=4Fe（OH）3↓+8H+。
表1 溶液中金屬離子（c=0.01mol/L）開始沉淀和沉淀完全的pH（20℃）
2
SO
2
-
4
2
SO
2
-
4
-
1
S
2
SO
2
-
4
| 金屬離子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ |
| 開始沉淀時的pH | 2.2 | 3.7 | 7.5 |
| 沉淀完全時的pH | 3.2 | 4.7 | 9.0 |
20℃時FeSO4?7H2O晶體在水中的溶解度仍然較大，難以結(jié)晶，加入乙醇，降低溶劑的極性，減小晶體的溶解度，利于結(jié)晶
20℃時FeSO4?7H2O晶體在水中的溶解度仍然較大，難以結(jié)晶，加入乙醇，降低溶劑的極性，減小晶體的溶解度，利于結(jié)晶
。
【考點】制備實驗方案的設計．
【答案】增大反應物接觸面積，加快浸出速率，提高原料的利用率；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2+++16H+；過濾前取少量清液于試管中，向其中滴加幾滴KCN溶液，觀察溶液顏色是否呈紅色；4Fe2++O2+10H2O=4Fe（OH）3↓+8H+；20℃時FeSO4?7H2O晶體在水中的溶解度仍然較大，難以結(jié)晶，加入乙醇，降低溶劑的極性，減小晶體的溶解度，利于結(jié)晶
2
SO
2
-
4
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/10/24 4:0:1組卷：16引用：1難度：0.3
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(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(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
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的反應方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(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)量分數(shù)應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(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(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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 ，檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當pH=5時，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)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(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)量分數(shù)應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(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(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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 ，常溫下，當pH=5時，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