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【题目】草酸亚铁是合成锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的原料。某工厂以炼钢厂的脱硫渣(主要成分是Fe2O3)为原料生产电池级草酸亚铁晶体的工艺流程如下:

(1)要提高“酸浸”速率,宜采取的措施有___(填两条)。

(2)写出“还原”过程中既是化合反应又是氧化还原反应的离子方程式___。

(3)滤渣2中含有的TiOSO4在热水中易水解,生成H2TiO3,该反应的化学方程式为___。

(4)“滤液”经处理后得到一种化肥,其化学式为___。“一系列操作”指___。

(5)已知:298K时,Ksp[Fe(OH)2]=4.0×10-17,当离子浓度≤1.0×10-5molL-1时,视该离子已完全沉淀。上述流程中,加“氨水”调pH的范围为___(lg2≈0.3)。

(6)草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)纯度的测定:准确称取mg草酸亚铁晶体于锥形瓶中,加入一定量的稀硫酸溶液,并加热至50℃,用cmolL-1KMnO4标准溶液滴定,达到滴定终点时,用去标准溶液VmL。滴定反应(未配平):FeC2O42H2O+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2+MnSO4+K2SO4+H2O;则样品中FeC2O42H2O的纯度为___%(用含有m、c、V的代数式表示);若草酸亚铁晶体失去部分结晶水,测得的结果___(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

【答案】加热、搅拌、粉粹矿粉等 2Fe3++Fe=3Fe2+ TiOSO4+2H2O=H2TiO2↓+H2SO4 (NH4)2SO4 洗涤、干燥 ≥ 8.3 偏高

【解析】

脱硫渣(主要成分为Fe2O3)用硫酸溶解,过滤除去不溶物,滤液中主要含有硫酸铁、硫酸等,进入铁粉还原得到硫酸亚铁,过滤分离,滤液中通入氨气,得到氢氧化亚铁沉淀,过滤分离,滤液中含有硫酸铵,氢氧化亚铁与草酸化合得到草酸亚铁,再经过过滤、洗涤、干燥得到草酸亚铁晶体。

⑴要提高“酸浸”速率,宜采取的措施有:加热、搅拌、粉粹矿粉等;故答案为:加热、搅拌、粉粹矿粉等。

⑵“还原”过程中反应的离子方程式还有:Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+;故答案为:Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+。

⑶TiOSO4在热水中易水解,生成H2TiO3沉淀,还生成硫酸,反应方程式为:TiOSO4 + H2O = H2TiO3↓ + H2SO4,故答案为:TiOSO4 + H2O = H2TiO3↓ + H2SO4。

⑷滤液中含有硫酸铵,经处理后得到一种农业上常用的化肥,过滤后,再经过洗涤、干燥得到草酸亚铁晶体,故答案为:(NH4)2SO4;洗涤、干燥。

⑸根据题意,,pH ≥ 8.3;故答案为:≥ 8.3。

⑹配平后反应方程式为:10FeC2O42H2O + 6KMnO4 + 24H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 20CO2↑ + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 24H2O,可知,故,故FeC2O42H2O的纯度为,若草酸亚铁晶体失去部分结晶水,测得的结果偏高;故答案为:;偏高。

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