问题 问答题

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)3Fe(OH)2Al(OH)3
开始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
回答下列问题:

(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

答案

(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(SO43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。

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