Question

堿式硫酸鐵Fe(OH)SO₄對(duì)水中的懸浮物、有機(jī)物、硫化物、重金屬等都能絮凝，工業(yè)上常用硫酸亞鐵法制備，工藝流程如下圖所示：

已知： Fe³⁺沉淀完全時(shí)的pH＝3.1， Fe²⁺沉淀完全時(shí)的pH＝9.7。

（1）請(qǐng)寫出溶解過程中加快溶解速率和提高浸出率的兩點(diǎn)措施：

 _______________________________，______________________________。

（2）加入硫酸的作用是控制體系的pH值，若硫酸加入量過小，反應(yīng)體系酸度太低，容易生成                   沉淀；若硫酸加入量過大，不利于產(chǎn)品形成，試從平衡移動(dòng)的角度分析原因是                                                 。

（3）氧化過程中生成的氣體遇空氣變紅棕色。寫出氧化過程發(fā)生的離子方程式：

     ________________________________________________________________。

（4）流程圖中的“系列操作”包括                     ，                     ，過濾，洗滌，烘干。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】化工流程分析

【答案解析】（16分）（1）適當(dāng)升溫、充分?jǐn)嚢�、延長(zhǎng)溶解時(shí)間等 （每空2分，共4分） （2）Fe(OH)₃沉淀；（2分）  過量的硫酸與Fe(OH)SO₄電離出來(lái)的OH^－中和，使電離平衡向右移動(dòng)（3分）（3）Fe²⁺ + NO₂^－+ SO₄^2－+ H⁺ ＝Fe(OH)SO₄ + NO↑  （3分）（4）蒸發(fā)濃縮（2分）、冷卻結(jié)晶；（2分）；

解析：（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及規(guī)律，適當(dāng)升溫、充分?jǐn)嚢�、延長(zhǎng)溶解時(shí)間等均可加快溶解速率和提高浸出率。（2）若硫酸加入量過小，反應(yīng)體系酸度太低，F(xiàn)e^3＋容易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃沉淀。若硫酸加入量過大，過量的硫酸與Fe(OH)SO₄電離出來(lái)的OH^－中和，使電離平衡向右移動(dòng)，不利于產(chǎn)品形成。（3）氧化過程生成的氣體為NO，NO₂^－被還原為NO，則Fe^2＋被氧化為Fe^3＋，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒配平離子方程式為：Fe²⁺ + NO₂^－+ SO₄^2- + H⁺ ＝Fe(OH)SO₄ + NO↑。（4）流程圖中的“系列操作”是由溶液得到晶體，為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，洗滌，烘干。

【思路點(diǎn)撥】本題考查堿式硫酸鐵的工藝流程分析，主要考查工藝流程中原理、操作及措施等，涉及化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí)。