问题 填空题

利用工业炼铜后的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3),制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝和净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。其工艺流程如下(部分操作和条件略):

Ⅰ.用稀盐酸浸取炉渣,过滤;

Ⅱ.向滤液中加入过量NaClO溶液,调pH约为3,过滤;

Ⅲ.溶液进行减压蒸发等操作,甩干后送入聚合炉中进行高温聚合,……得到聚合氯化铝。

Ⅳ.将Ⅱ中得到沉淀洗涤、干燥,再与NaClO和NaOH反应,生成高铁酸钠。

(1)稀盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是        

(2)验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为         。

(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH

物质Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2
开始沉淀时1.53.46.3
完全沉淀时2.84.78.3
 

①步骤Ⅱ中加入过量NaClO,反应的离子方程式是        

②根据表中数据解释步骤Ⅱ中,调pH约为3的目的是        

(4)该工业流程存在缺点,在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生,此反应方程式是        

(5)步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间,还需进行的操作是       

(6)在步骤Ⅳ中,若该反应生成166 g Na2FeO4转移3 mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是         。

答案

(1)Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O (2分)

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

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

②pH约为3时,Fe2+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀。 (2分)

(4)ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2 + H2O (2分)

(5)浓缩至饱和,冷却结晶(2分)

(6)2 : 3 (1分)

题目分析:(1)稀盐酸溶解Fe2O3:Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O。

(2)验证FeO先要溶解,是盐酸,在证明Fe2+的检验,可用KMnO4溶液的褪色实验或K3[Fe(CN)6]溶液蓝色沉淀实验。

(3)①步骤Ⅱ中加入过量NaClO,将Fe2+氧化,2Fe2+ + ClO- + 2H+ = 2Fe3+ +Cl- + H2O。

②根据表中数据解释步骤Ⅱ中,调pH约为3的目的是Fe2+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀。

(4)在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生是因为:ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2 + H2O。

(5)步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间,还需进行的操作是浓缩至饱和、冷却结晶。

(6)在步骤Ⅳ中发生反应,生成166 g Na2FeO4转移3 mol电子,3NaClO+4NaOH+2Fe(OH)3=2Na2FeO4+ 3NaCl + 5H2O。反应则参加反应的还原剂Fe(OH)3和氧化剂NaClO的物质的量之比是2:3。

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