工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
(1)加入过量废铁屑的目的是 ;加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的
(填“Fe3+”“Fe2+”或“Al3+”)沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是 。
(2)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作 ,若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,可部分水解生成
Fe2(OH)42+聚合离子.该水解反应的离子方程式为 。
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁.根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-,为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为 。(填字母)。
A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液
(1)使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使Fe3+尽可能转化为Fe2+;Al3+;加快反应速率;
(2)氧化剂 2mol
(3)2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)42++2H+
(4)D
(1)由题意可知,过量废铁屑溶于稀硫酸得FeSO4、Al2(SO4)3混合溶液,使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使Fe3+尽可能转化为Fe2+;根据表中数据可知,向混合溶液中加入少量NaHCO3,沉淀Al3+而不沉淀Fe2+,反应方程式为Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,制备硫酸亚铁,应与硫酸铝分离,应调节溶液pH生成Al(OH)3,要避免生成应Fe(OH)2沉淀,控制pH在4.4~7.5之间;工艺中搅拌作用是加快反应速率。
(2)反应Ⅱ是氧化亚铁离子便于铁离子沉淀分离,流程产物分析可知O2与NaNO2在反应中做氧化剂;n(O2)=11.2L/22.4L/mol==0.5mol,则得到电子0.5mol×4=2mol,1molNaNO2被还原生成NO,化合价由+3价降低到+2价,得到2mol电子,NaNO2的物质的量为 2mol.
(3)[Fe(OH)]2+离子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子,根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为2[Fe(OH)]2++2H2O=[Fe2(OH)4]2++2H+.(4)A、氯水可以氧化亚铁离子为铁离子,溶液颜色变化不明显,不能检验亚铁离子,故A不符合;
B、KSCN溶液和亚铁离子不反应,无现象发生,故B不符合;
C、NaOH溶液加入和铁离子反应生成红褐色沉淀不能检验是否存在亚铁离子,故C不符合;
D、酸性KMnO4溶液氧化亚铁离子高锰酸钾溶液褪色,故D符合。