Question

【題目】聚硅酸鐵是目前無機高分子絮凝劑研究的熱點，一種用鋼管廠的廢鐵渣（主要成分Fe3O4，少量C及SiO2）為原料制備的流程如下：

已知：在一定溫度下酸浸時Fe3+在pH=2開始沉淀，pH=3.7沉淀完全

（1）廢鐵渣進行“粉碎”的目的是___________________________________________________。

（2）“酸浸”需適宜的酸濃度、液固比、酸浸溫度、氧流量等，其中酸浸溫度對鐵浸取率的影響如下表所示：

溫度℃	40	60	80	100	120
鐵浸取率	50	62	80	95	85

①請寫出酸浸過程中Fe3O4發生的離子反應方程式__________________________________。

②硫酸酸浸時應控制溶液的pH____________，其原因是_________________________________。

③當酸浸溫度超過100℃時，鐵浸取率反而減小，其原因是___________________。

（3）上述過濾步驟的濾液的主要成分為____________（填化學式）。

（4）Fe3+濃度定量檢則，是先用SnCl2將Fe3+還原為Fe2+；在酸性條件下，再用K2Cr2O7標準溶液滴定Fe2+（Cr2O72-被還原為Cr3+），該滴定反應的離子方程式為____________。

Answer 1

【答案】 增大接觸面積，同時增大浸取時的反應速率和提高鐵浸取率 4Fe3O4+O2+36H+=12Fe3++18H2O 小于2 pH≥2時將有部分Fe3+沉淀損失 溫度超過100℃明顯加快了Fe3+水解反應的速率，導致Fe3+濃度降低 Fe2(SO4)3 和H2SO4 6Fe2++Cr2O72－+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

【解析】試題分析：（1）廢鐵渣進行“粉碎”可以增大廢鐵渣與反應物的接觸面積；（2）①酸浸過程中Fe3O4被氧氣完全氧化為Fe3+；②Fe3+在pH=2開始沉淀，硫酸酸浸時要保證Fe3+不沉淀；③升高溫度，Fe3+水解平衡正向移動；（3）廢鐵渣中只有Fe3O4與氧氣、硫酸反應生成了Fe2(SO4)3和水；（4）在酸性條件下， Cr2O72-被還原為Cr3+，Fe2+被氧化為Fe3+。

解析：（1）廢鐵渣進行“粉碎”可以增大廢鐵渣與反應物的接觸面積，增大浸取時的反應速率和提高鐵浸取率；（2）①酸浸過程中Fe3O4被氧氣完全氧化為Fe3+，反應離子方程式是4Fe3O4+O2+36H+=12Fe3++18H2O；②Fe3+在pH=2開始沉淀，硫酸酸浸時要保證Fe3+不沉淀，所以要控制PH小于2；③升高溫度，Fe3+水解平衡正向移動，生成氫氧化鐵，所以溫度超過100℃時,鐵浸取率反而減小；（3）廢鐵渣中只有Fe3O4與氧氣、硫酸反應生成了Fe2(SO4)3和水，所以濾液的成分是Fe2(SO4)3 和H2SO4；（4）在酸性條件下， Cr2O72-被還原為Cr3+，Fe2+被氧化為Fe3+，反應的離子方程式是6Fe2++Cr2O72－+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。