9. (2025·江苏扬州模拟)硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域。以钕铁硼二次废渣(主要含${Fe_{2}O_{3}}$、${Fe_{3}O_{4}}$等)为原料制备硫酸亚铁晶体(${FeSO_{4}· 7H_{2}O}$)的实验流程如图$1$所示。

(1)“酸浸”时，使用过量的稀硫酸溶解废渣，发生反应的化学方程式有：①${Fe_{3}O_{4} + 4H_{2}SO_{4}\xlongequal{}Fe_{2}(SO_{4})_{3} + FeSO_{4} + 4H_{2}O}$；②。
(2)将“滤渣”返回“酸浸”工序，其目的是。
(3)与普通过滤相比，使用图$2$装置进行过滤的优点是。
(4)滤液中的阳离子有，向滤液中“加一定质量的${Fe}$粉”可以将${Fe_{2}(SO_{4})_{3}}$转化为${FeSO_{4}}$，化学方程式为。
(5)固定其他条件不变，反应温度、反应时间、铁粉过量系数[$m$(投入${Fe}$)/$m$(理论${Fe}$)]分别对“滤液”中${Fe^{3+}}$还原率(${Fe^{3+}}$转化为${Fe^{2+}}$的百分率)的影响如图$3$、图$4$、图$5$所示。

结合图像和数据，设计由$100{g}$“滤液”[其中${Fe_{2}(SO_{4})_{3}}$质量分数为$12\%$]制备${FeSO_{4}}$溶液的实验方案：。
制得的${FeSO_{4}}$溶液在真空蒸发仪中蒸发、在冰水浴中冷却结晶、过滤，得到硫酸亚铁晶体(${FeSO_{4}· 7H_{2}O}$)。
(6)测定硫酸亚铁晶体样品纯度
准确称取$1.500{g}$硫酸亚铁晶体(${FeSO_{4}· 7H_{2}O}$的相对分子质量为$278$)样品溶于水，与硫酸酸化的${KMnO_{4}}$溶液完全反应，消耗${KMnO_{4}}$的质量为$0.158{g}$，则该样品的纯度为(精确到$0.1\%$)。(请写出计算过程)
已知：${10FeSO_{4} + 2KMnO_{4} + 8H_{2}SO_{4}\xlongequal{}5Fe_{2}(SO_{4})_{3} + K_{2}SO_{4} + 2MnSO_{4} + 8H_{2}O}$

9. (1)$Fe_{2}O_{3}+3H_{2}SO_{4}=Fe_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}O$ (2)使滤渣与硫酸充分反应,提高铁元素的浸出率 (3)加快过滤速率 (4)$Fe^{2+}$、$Fe^{3+}$、$H^{+}$ $Fe+Fe_{2}(SO_{4})_{3}=3FeSO_{4}$ (5)在$80^{\circ}C$水浴加热的条件下,向“滤液”中加入2.016g铁粉,搅拌反应2h后,过滤 (6)92.7% 点拨:(1)废渣中主要含氧化铁和四氧化三铁,加入过量稀硫酸,氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为$Fe_{2}O_{3}+3H_{2}SO_{4}=Fe_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}O$。(2)将“滤渣”返回“酸浸”工序,其目的是使滤渣与硫酸充分反应,提高铁元素的浸出率。(3)与普通过滤相比,图2装置通过抽气使装置内压强减小,优点是可以加快过滤速率。(4)废渣中主要含氧化铁和四氧化三铁,加入过量稀硫酸,氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,四氧化三铁和稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水,硫酸过量,故滤液中含硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸,故滤液中的阳离子有$H^{+}$、$Fe^{2+}$、$Fe^{3+}$,向滤液中“加一定质量的Fe粉”可以将$Fe_{2}(SO_{4})_{3}$转化为$FeSO_{4}$,该反应的化学方程式为$Fe+Fe_{2}(SO_{4})_{3}=3FeSO_{4}$。(5)由图可知,相同条件下,反应温度为$80^{\circ}C$、反应时间为2.0h,铁粉过量系数为1.2时,此时滤液中铁离子的还原率最高。 设理论上需要铁的质量为x, $Fe+Fe_{2}(SO_{4})_{3}=3FeSO_{4}$ 56 400 $x$ $100g× 12\%$ $\frac{56}{400}=\frac{x}{100g× 12\%}$ $x=1.68g$ 则需要投入铁粉的质量为$1.68g× 1.2=2.016g$,则设计由100g“滤液”[其中$Fe_{2}(SO_{4})_{3}$质量分数为12%]制备$FeSO_{4}$溶液的实验方案是在$80^{\circ}C$水浴加热的条件下,向“滤液”中加入2.016g铁粉,搅拌反应2h后,过滤,制得的$FeSO_{4}$溶液在真空蒸发仪中蒸发、在冰水浴中冷却结晶、过滤,得到硫酸亚铁晶体($FeSO_{4}· 7H_{2}O$)。(6)设该样品中硫酸亚铁的质量为y, $10FeSO_{4}+2KMnO_{4}+8H_{2}SO_{4}=5Fe_{2}(SO_{4})_{3}+K_{2}SO_{4}+2MnSO_{4}+8H_{2}O$ 1520 316 $y$ 0.158g $\frac{1520}{316}=\frac{y}{0.158g}$ $y=0.76g$ 则该样品中硫酸亚铁晶体的质量为$0.76g÷ (\frac{152}{278}× 100\%)=1.39g$, 则该样品的纯度为$\frac{1.39g}{1.500g}× 100\%\approx 92.7\%$。