Question

【题目】聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣（主要成分Fe3O4，少量C及SiO2）为原料制备的流程如下：

已知：在一定温度下酸浸时Fe3+在pH=2开始沉淀，pH=3.7沉淀完全

（1）废铁渣进行“粉碎”的目的是___________________________________________________。

（2）“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等，其中酸浸温度对铁浸取率的影响如下表所示：

温度℃	40	60	80	100	120
铁浸取率	50	62	80	95	85

①请写出酸浸过程中Fe3O4发生的离子反应方程式__________________________________。

②硫酸酸浸时应控制溶液的pH____________，其原因是_________________________________。

③当酸浸温度超过100℃时，铁浸取率反而减小，其原因是___________________。

（3）上述过滤步骤的滤液的主要成分为____________（填化学式）。

（4）Fe3+浓度定量检则，是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+；在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+（Cr2O72-被还原为Cr3+），该滴定反应的离子方程式为____________。

Answer 1

【答案】 增大接触面积，同时增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率 4Fe3O4+O2+36H+=12Fe3++18H2O 小于2 pH≥2时将有部分Fe3+沉淀损失 温度超过100℃明显加快了Fe3+水解反应的速率，导致Fe3+浓度降低 Fe2(SO4)3 和H2SO4 6Fe2++Cr2O72－+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

【解析】试题分析：（1）废铁渣进行“粉碎”可以增大废铁渣与反应物的接触面积；（2）①酸浸过程中Fe3O4被氧气完全氧化为Fe3+；②Fe3+在pH=2开始沉淀，硫酸酸浸时要保证Fe3+不沉淀；③升高温度，Fe3+水解平衡正向移动；（3）废铁渣中只有Fe3O4与氧气、硫酸反应生成了Fe2(SO4)3和水；（4）在酸性条件下， Cr2O72-被还原为Cr3+，Fe2+被氧化为Fe3+。

解析：（1）废铁渣进行“粉碎”可以增大废铁渣与反应物的接触面积，增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率；（2）①酸浸过程中Fe3O4被氧气完全氧化为Fe3+，反应离子方程式是4Fe3O4+O2+36H+=12Fe3++18H2O；②Fe3+在pH=2开始沉淀，硫酸酸浸时要保证Fe3+不沉淀，所以要控制PH小于2；③升高温度，Fe3+水解平衡正向移动，生成氢氧化铁，所以温度超过100℃时,铁浸取率反而减小；（3）废铁渣中只有Fe3O4与氧气、硫酸反应生成了Fe2(SO4)3和水，所以滤液的成分是Fe2(SO4)3 和H2SO4；（4）在酸性条件下， Cr2O72-被还原为Cr3+，Fe2+被氧化为Fe3+，反应的离子方程式是6Fe2++Cr2O72－+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。