Question

【題目】聚合硫酸鐵鋁、聚合氯化鋁是高效水處理劑。以廢鐵屑、廢鋁質易拉罐及硫酸為原料，制備聚合硫酸鐵鋁的工藝流程如下：

(1) 為提高反應I、II金屬元素的浸出率，可以采取的措施有___。

(2) 反應III中FeSO4轉化為Fe2(SO4)3的化學方程式為_____。

(3) 反應III的溫度應控制在50℃~70℃為宜，原因是_____。反應II過程中往往加入少量硝酸鋁，其作用如圖16-1所示，轉化①的離子方程式為___。

(4) 寫出Fe2(SO4)3 水解生成Fe2(OH)n(SO4)3-n/2 的離子方程式：_____。

(5) 利用圖16-2所示電解裝置可制備凈水劑聚合氯化鋁。實際生產中，陽極附近因為副反應可能產生的氣體有____________。

Answer 1

【答案】適當提高硫酸濃度；適當提高反應溫度等 4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O 溫度過低，反應速率太慢；溫度過高，金屬離子水解趨勢增強，易形成沉淀，影響產品的質量 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 2Fe3++(3-n/2)SO42-+nH2OFe2(OH)n(SO4)3-n/2+nH+ Cl2、O2

【解析】

⑴從影響化學反應速率的因素來考慮；

⑵根據得失電子守恒、質量守恒來書寫；

⑶從溫度對反應速率和鹽類水解的影響來分析，由圖中元素化合價的變化來確定反應物、生成物，根據有關守恒寫出離子方程式；

⑷根據鹽類水解的實質是鹽和水反應生成酸和堿來書寫；

⑸陽極發生的是氧化反應，從陽極附近溶液中的離子的性質來考慮，根據以上分析解答。

⑴為提高反應I、II金屬元素的浸出率，可增大反應物濃度、升高溫度等；

⑵反應III中通入氧氣，在酸性條件下可將FeSO4氧化為Fe2(SO4)3，化學方程式為4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O；

⑶溫度過低，反應速率較小，如溫度過高，可促進金屬離子的水解，易產生沉淀，影響產品的質量；由圖可知，轉化①為酸性條件下，硝酸根離子氧化亞鐵離子，根據得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒，該反應的離子方程式為：3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O；

⑷ Fe2(SO4)3 水解生成Fe2(OH)n(SO4)3-n/2，水解后溶液顯酸性，反應的離子方程式為：2Fe3++(3-)SO42-+nH2OFe2(OH)n(SO4)3-n/2+nH+；

⑸陽極發生氧化反應，陽極材料Al、溶液里的Cl-、OH-都可被氧化，副反應可能產生的氣體有Cl2、O2。