【题目】金属蚀刻加工过程中,常用盐酸对其表面氧化物进行清洗,会产生酸洗废水。 pH在1.5左右的某酸洗废水中含铁元素质量分数约3%,其他金属元素如铜、镍、锌、 铬浓度较低,工业上综合利用酸洗废水可制备三氯化铁。制备过程如下:
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | Ni(OH)2 | Zn(OH)2 | Cr(OH)3 | Fe(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 4.2 | 7.1 | 5.4 | 4.3 | 7.6 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 6.7 | 9.2 | 8.0 | 5.6 | 9.6 |
回答下列问题:
(1)“中和”时发生反应的化学方程式为__________________,调节pH至________范围,有利于后续制备得纯度较高的产品。
(2)酸溶处理中和后的滤渣,使铁元素浸出。滤渣和工业盐酸反应时,不同反应温度下 铁浸出率随时间变化如图(a)所示,可知酸溶的最佳温度为_______________。按照不同的固液比(滤渣和工业盐酸的投入体积比)进行反应时,铁浸出率随时间变化如图(b)所示,实际生产中固液比选择1.5:1的原因是___________。
(3)氧化时,可选氯酸钠或过氧化氢为氧化剂,若100L“酸溶”所得溶液中Fe 2+含量为1.2molL1,则需投入的氧化剂过氧化氢的质量为__________。
(4)氧化时,除可外加氧化剂外,也可采用惰性电极电解的方法,此时阴极的电极反应式为__________,电解总反应的离子方程式是 __________。
(5)将得到的FeCl3溶液在HCl气氛中______、______、过滤、洗涤、干燥得FeCl36H2O晶体。