从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。

（1）古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的，其主要成分是__（填字母序号）。

a.Fe      b.FeO      c.Fe₃O₄      d.Fe₂O₃

（2）硫酸渣的主要化学成分为：SiO₂约45%，Fe₂O₃约40%，Al₂O₃约10%，MgO约5%。用该废渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如图（部分操作和条件略）：

回答下列问题：

①在步骤i中产生的有毒气体可能有__。

②在步骤iii操作中，要除去的离子之一为Al³⁺。若常温时=1.0×10^-32，此时理论上使Al³⁺恰好沉淀完全即溶液中c(Al³⁺)=1×10^-5mol/L，则溶液的pH为___。

③步骤iv中，生成FeCO₃的离子方程式是__。

（3）氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”，向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入适量氧化铜粉末会产生沉淀，写出这一过程的总反应的离子方程式__。

（4）古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如图：

复分解反应ⅱ的离子方程式是__。

答案

c    CO和SO₂等    5    Fe²⁺+2HCO=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O    3CuO+2Fe³⁺+3H₂O=2Fe(OH)₃+3Cu²⁺        

【详解】

（1）古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，磁铁成分主要是四氧化三铁，选c，故答案为：c；

（2）硫酸渣的主要化学成分为：SiO₂约45%，Fe₂O₃约40%，Al₂O₃约10%，MgO约5%，加煤炭焙烧可生成CO、SO₂等有毒气体，加硫酸后只有二氧化硅不反应，过滤除去二氧化硅，然后调节pH，Fe^3＋和Al^3＋完全转化为沉淀，而亚铁离子没有转化为沉淀，向滤液加入碳酸氢铵将溶液中Fe^2＋转变为碳酸亚铁沉淀，过滤得到碳酸亚铁，洗涤、干燥，然后煅烧得到氧化铁。

①根据以上分析可知在步骤i中产生的有毒气体可能有CO和SO₂等。

②在步骤ⅲ操作中，要除去的离子之一为Al³⁺。若常温时=1.0×10^-32，此时理论上使Al³⁺恰好沉淀完全即溶液中c(Al³⁺)=1×10^-5mol/L，则此时溶液中氢氧根浓度是mol/L＝1.0×10^－9 mol/L，所以溶液的pH＝5。

③步骤ⅳ中，根据原子守恒可知生成FeCO₃的同时还有二氧化碳和水生成，则离子方程式是Fe²⁺+2HCO=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O；

（3）因为Fe^3＋会水解产生较多的H^＋：Fe^3＋+3H₂OFe(OH)₃+3H^＋，加入CuO与H^＋反应生成Cu^2＋和H₂O，降低了H^＋浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe(OH)₃沉淀，总反应式为3CuO+2Fe³⁺+3H₂O=2Fe(OH)₃+3Cu²⁺；

（4）和Fe³⁺反应生成蓝色沉淀，反应的离子方程式为：3+4Fe³⁺=↓。