Question

利用工業(yè)煉銅后的爐渣(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3)，制備無機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁和凈水劑高鐵酸鈉(Na2FeO4)。其工藝流程如下(部分操作和條件略)：

Ⅰ．用稀鹽酸浸取爐渣，過濾；

Ⅱ．向?yàn)V液中加入過量NaClO溶液，調(diào)pH約為3，過濾；

Ⅲ．溶液進(jìn)行減壓蒸發(fā)等操作,甩干后送入聚合爐中進(jìn)行高溫聚合，……得到聚合氯化鋁。

Ⅳ．將Ⅱ中得到沉淀洗滌、干燥,再與NaClO和NaOH反應(yīng)，生成高鐵酸鈉。

（1）稀鹽酸溶解Fe2O3的離子方程式是 。

（2）驗(yàn)證爐渣中含有FeO必要的化學(xué)試劑為 。

（3）已知：生成氫氧化物沉淀的pH

物質(zhì)	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2
開始沉淀時(shí)	1．5	3．4	6．3
完全沉淀時(shí)	2．8	4．7	8．3

 

①步驟Ⅱ中加入過量NaClO，反應(yīng)的離子方程式是 。

②根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ中，調(diào)pH約為3的目的是 。

（4）該工業(yè)流程存在缺點(diǎn)，在步驟Ⅱ伴隨著有氯氣產(chǎn)生，此反應(yīng)方程式是 。

（5）步驟Ⅲ中在減壓蒸發(fā)與甩干操作之間，還需進(jìn)行的操作是 。

（6）在步驟Ⅳ中，若該反應(yīng)生成166 g Na2FeO4轉(zhuǎn)移3 mol電子，則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是 。

 

Answer 1

（1）Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O (2分)

（2）稀硫酸、KMnO4 溶液 (或稀鹽酸、K3[Fe(CN)6]溶液）(2分)

（3）①2Fe2+ + ClO- + 2H+ = 2Fe3+ + Cl- + H2O (2分)

②pH約為3時(shí)，F(xiàn)e2+不能形成沉淀，將Fe2+氧化為Fe3+，可使鐵完全沉淀。 (2分)

（4）ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2 + H2O (2分)

（5）濃縮至飽和,冷卻結(jié)晶(2分)

（6）2 : 3 (1分)

【解析】

試題分析：（1）稀鹽酸溶解Fe2O3：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O。

（2）驗(yàn)證FeO先要溶解，是鹽酸，在證明Fe2+的檢驗(yàn)，可用KMnO4 溶液的褪色實(shí)驗(yàn)或K3[Fe(CN)6]溶液藍(lán)色沉淀實(shí)驗(yàn)。

（3）①步驟Ⅱ中加入過量NaClO，將Fe2+氧化，2Fe2+ + ClO- + 2H+ = 2Fe3+ + Cl- + H2O。

②根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ中，調(diào)pH約為3的目的是Fe2+不能形成沉淀，將Fe2+氧化為Fe3+，可使鐵完全沉淀。

（4）在步驟Ⅱ伴隨著有氯氣產(chǎn)生是因?yàn)椋篊lO- + Cl- + 2H+ = Cl2 + H2O。

（5）步驟Ⅲ中在減壓蒸發(fā)與甩干操作之間，還需進(jìn)行的操作是濃縮至飽和、冷卻結(jié)晶。

（6）在步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)，生成166 g Na2FeO4轉(zhuǎn)移3 mol電子，3NaClO+4NaOH+2Fe(OH)3=2Na2FeO4+ 3NaCl + 5H2O。反應(yīng)則參加反應(yīng)的還原劑Fe(OH)3和氧化劑NaClO的物質(zhì)的量之比是2:3。

考點(diǎn)：化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用問題�？疾檠趸�鐵的溶解、低價(jià)鐵元素的檢驗(yàn)，氫氧化物的沉淀調(diào)節(jié)，晶體的制備方法等。