题目内容

工业上利用硫酸渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3 )和回收(NH4)2SO4,具体生产流程如下:

回答下列问题:
(1)在废渣溶解操作时,为了加速废渣溶解的措施是:___________________、__________________(任写两点)
(2)物质A是一种氧化剂
①工业上最好选用         (填序号)

A.空气 B.Cl2 C.MnO2 D.H2O2
②简述工业上这样选择A的理由是           、________________(任意答2条)。
③写出A参与反应的离子方程式为__________________________________________
(3根据下图有关数据,你认为工业上氧化操作时应控制的条件是__________________。

(4)往铵黄铁矾溶液(含Fe3+)中加入溶液B至pH为5时产生沉淀,请写出产生沉淀的离子方程式:_______________________________________________________。
(5)写出铵黄铁矾晶体溶于适量蒸馏水中,往其中加入过量Ba(OH)2溶液,发生反应的离子方程式为:_____________________________________________________
(6)回收所得的(NH4)2SO4晶体可能含有的杂质是:___________________________

(1)不断搅拌;将废渣粉碎;升高温度;适当增加A的浓度等 (2分)
(2)①A(空气)(2分)
②原料来源容易成本低;不产生污染;不引入杂质。(2分,答其中两点即可)
③4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (2分)
(3)溶液温度控制在80℃,pH控制在1.5(1分),氧化时间为4小时左右(1分)
(4)Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+(2分)
(5)NH4++Fe3+2SO42-+2Ba2++2OH-=2BaSO4↓+NH3.H2O+Fe(OH)3↓(2分)
(6)MgSO4、CaSO4(2分)

解析试题分析:(1)加快反应速率的因素有浓度、温度、增大接触面积等,因此加快溶解速率可以不断搅拌、将废渣粉碎、升高温度、适当增加A的浓度等 (2分)
(2)把Fe2+氧化为Fe3+,通入空气就行了,空气经济易得,可以节约成本,并且无污染。发生的离子反应方程式: 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (2分)
(3)曲线图中的因变量有温度、时间、pH值,因此对比分析溶液在80℃,pH控制在1.5,氧化时间为4小时左右时氧化效率最佳。
(4)根据流程可知,沉淀后得到的滤渣可以制备铁红,所以可知沉淀是Fe(OH)3 。滤液为(NH4)2SO4 ,则调节pH的试剂应该选用氨水,这样就不引入其他杂质离子,发生的反应为:Fe3++3 NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
(5)铵黄铁矾与氢氧化钡混合,NH4+与OH- 反应生成NH3.H2O, Fe3+与OH-生成Fe(OH)3 沉淀,SO42-与Ba2+生成BaSO4沉淀。所以离子方程式为NH4++Fe3+2SO42-+2Ba2++2OH-=2BaSO4↓+NH3.H2O+Fe(OH)3
(6)因为硫酸渣中含有CaO和MgO,加酸溶解以后在结晶得到铵黄铁矾时,分离得到的滤液没有除杂,因此会混有MgSO4、CaSO4 等杂质。 (2分)
考点:本题考查的是流程比较复杂的化工流程题,同样是需要考生有化工生产的思想,多从经济效益、化学原理角度出发思考问题。解题时一定要注意瞻前顾后,这样才能把有用的信息掌握清楚,才能写出陌生反应的方程式或离子方程式。

练习册系列答案
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请回答下列问题:
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(5)从“三废”利用、环境保护等角度考虑,钢铁企业在生产中应采取的一些措施有(举出2种措施即可) _______________________________________。

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