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          鐵的化合物在生產生活中應用廣泛。工業上用廢鐵屑或煉鐵廢渣(主要成分Fe、Fe2O3和少量CuO)制備硫酸亞鐵,以硫酸亞鐵為原料制備水處理劑——聚合硫酸鐵[Fe2(OH)n(SO4(3-0.5n)]m。
          (1)利用廢鐵屑(含少量FeS)制備聚合硫酸鐵的裝置如圖(支撐裝置略):

          ①溶解:先用10%的碳酸鈉溶液煮沸廢鐵屑,再用清水洗凈,將處理好的鐵屑放入裝置中,組裝儀器,加入適量稀硫酸溶解;硫酸用量不能過多,原因是
          硫酸過多,酸性太強難合成聚合硫酸鐵
          硫酸過多,酸性太強難合成聚合硫酸鐵

          ②合成:待鐵屑反應完全后,分批注入氯酸鉀溶液并攪拌,放置一段時間;寫出KClO3、FeSO4、H2SO4攪拌生成Fe2(OH)n(SO4(3-0.5n)的化學反應方程式
          KClO3+6FeSO4+3(1-0.5n)H2SO4=3Fe2(OH)n(SO4(3‐0.5n)+3(1-n)H2O+KCl
          KClO3+6FeSO4+3(1-0.5n)H2SO4=3Fe2(OH)n(SO4(3‐0.5n)+3(1-n)H2O+KCl
          。
          ③檢驗:檢驗甲裝置中亞鐵離子減少到規定濃度即可結束反應,制得產品。
          (2)為了確定Fe2(OH)n(SO4(3-0.5n)的組成,設計如下實驗。
          步驟一:取聚合硫酸鐵樣品25.00mL,加入足量的BaCl2溶液,產生白色沉淀,過濾、洗滌、干燥,稱重,沉淀質量為2.9125g。
          步驟二:另取25.00mL聚合硫酸鐵樣品,加入足量銅粉,充分反應后過濾、洗滌,將濾液和洗液合并配成250.00mL溶液,取該溶液25.00mL,用酸性KMnO4溶液滴定,到達終點時用去0.0100mol?L-1 KMnO4標準溶液20.00mL,求:Fe2(OH)n(SO4(3-0.5n)組成。(寫出計算過程)
          (3)用煉鐵廢渣制備硫酸亞鐵晶體,請補充完整實驗方案:
          已知:溶液中各離子開始沉淀和沉淀完全的pH值
          Fe2+ Fe3+ Cr3+ Cu2+
          開始沉淀 pH 7.6 2.3 4.5 4.4
          沉淀完全 pH 9.1 3.3 5.6 6.4
          取一定量的煉鐵廢渣,加入適量的1.0mol?L-1硫酸充分溶解,
          加入足量3%的H2O2溶液充分反應;滴加1.0 mol/L NaOH溶液,調節pH為3.3~4.4之間,過濾,洗滌;用足量的1.0 mol/L硫酸溶液溶解濾渣;再加入足量還原鐵粉充分攪拌,過濾
          加入足量3%的H2O2溶液充分反應;滴加1.0 mol/L NaOH溶液,調節pH為3.3~4.4之間,過濾,洗滌;用足量的1.0 mol/L硫酸溶液溶解濾渣;再加入足量還原鐵粉充分攪拌,過濾
          將濾液蒸發濃縮,冷卻結晶,過濾,洗滌,干燥得硫酸亞鐵晶體(FeSO4?7H2O)。(必選的試劑1.0mol?L-1 H2SO4溶液、3%H2O2溶液、1.0mol?L-1 NaOH溶液、還原鐵粉)

          【答案】硫酸過多,酸性太強難合成聚合硫酸鐵;KClO3+6FeSO4+3(1-0.5n)H2SO4=3Fe2(OH)n(SO4(3‐0.5n)+3(1-n)H2O+KCl;加入足量3%的H2O2溶液充分反應;滴加1.0 mol/L NaOH溶液,調節pH為3.3~4.4之間,過濾,洗滌;用足量的1.0 mol/L硫酸溶液溶解濾渣;再加入足量還原鐵粉充分攪拌,過濾
          【解答】
          【點評】
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          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:57難度:0.5
          相似題
          • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質).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)根據下表數據:
            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
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,檢驗
            Fe3+已經除盡的試劑是
             

            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則操作B是
             

            (5)煅燒A的反應方程式是
             

            (6)a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定,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量分數應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示).

            發布: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硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質).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)根據下表數據:
            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
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,檢驗Fe3+已經除盡的試劑是
             
            ;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+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則A的操作是
             

            (5)a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定,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量分數應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示).

            發布: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硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質).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)根據下表數據:
            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
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,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+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則A的操作是
             

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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