题目内容
【题目】聚合硫酸铁( PFS)是一种高效的无机高分子絮凝剂。某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣（有效成分为Fe2O3和Fe3O4）制备PFS，其工艺流程如下图所示。
(1)“还原焙烧”过程中，CO还原Fe3O4生成FeO的热化学方程式为__ 。
已知：
(2) CO是“还原焙烧”过程的主要还原剂。下图中，曲线表示4个化学反应a、b、c、d达到平衡时气相组成和温度的关系，I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是Fe2O3. Fe3O4. FeO、Fe稳定存在的区域。a属于____（填
“吸热反应”或“放热反应”）；570℃时，d反应的平衡常数K=______。
(3)工业上，“还原焙烧”的温度一般控制在800℃左右，温度不宜过高的理由是____。
(4)若“酸浸”时间过长，浸出液中Fe2+含量反而降低，主要原因是_____ 。
(5)已知
若浸出液中
,为避免“催化氧化”过程中产生Fe(OH)3，应调节浸出液的pH≤___。
(6) FeS04溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe(OH)SO4，该反应的离子方程式为____。“催化氧化”过程用NaNO2作催化剂（NO起实质上的催化作用）时，温度与Fe2+转化率的关系如右图所示（反应时间相同），Fe2+转化率随温度的升高先上升后下降的原因是 __。
【答案】 Fe3O4（s）+CO(g)= 3FeO(s)+CO2(g)，H=+19.4KJmol-1。 放热反应 1 温度过高，生成的氧化亚铁会与一氧化碳反应生成了铁。 在酸性条件下，亚铁离子与空气中的氧气反应生成了铁离子，Fe2+含量低。 1.6 4Fe2++4S042-+O2+2H2O= 4Fe(OH)SO4↓ 反应产生的一氧化氮消耗了氧气，导致平衡左移。
【解析】（1）根据盖斯定律可知：第一个反应减去第三个反应，整理可得Fe3O4（s）+CO(g)= 3FeO(s)+CO2(g)，H=+19.4KJmol-1；正确答案：Fe3O4（s）+CO(g)= 3FeO(s)+CO2(g)，H=+19.4KJmol-1。
(2) 从图给信息可知，I区是氧化铁稳定存在的区域，升高温度，平衡左移，该反应正反应为放热反应；从图像看出，570℃时，CO 与CO2的百分含量相等，即二者浓度相等，该反应的平衡常数为c4(CO2)/ c4(CO)=1；正确答案：放热反应；1。
3) 根据图示可知，当温度高于800℃，反应生成的氧化亚铁就和一氧化碳反应生成了铁，氧化亚铁的含量降低；正确答案：温度过高，生成的氧化亚铁会与一氧化碳反应生成了铁，导致氧化亚铁的含量降低。
(4)在酸性条件下，亚铁离子与空气中的氧气反应生成了铁离子，Fe2+含量降低；正确答案：在酸性条件下，亚铁离子与空气中的氧气反应生成了铁离子，Fe2+含量降低。
(5) 当c(Fe2+)=10-1.8mol/L时，被氧化为c(Fe3+)=10-1.8mol/L，为避免“催化氧化”过程中产生Fe(OH)3，就得满足c(Fe3+)×c3(OH)≤Ksp(Fe(OH)3)=1×10-39，c3(OH-)≤ 1×10-39/10-1.8=10-37.2，c(OH-)≤10-12.4 mol/L；c(H+)≥10-1.6 mol/L，pH≤1.6；正确答案：1.6。
(6) FeS04溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe(OH)SO4，该反应的离子方程式为4Fe2++4S042-+O2+2H2O= 4Fe(OH)SO4↓；温度升高，催化剂的催化能力较强，反应速率加快，Fe2+转化率增大，随着一氧化氮的量增多，与氧气反应，消耗了氧气，消耗了反应物，平衡左移，Fe2+转化率减小；正确答案：4Fe2++4S042-+O2+2H2O= 4Fe(OH)SO4↓；反应产生的一氧化氮消耗了氧气，导致平衡左移。
