Question

13．聚硅酸鐵是目前無機(jī)高分子絮凝劑研究的熱點(diǎn)，一種用鋼管廠的廢鐵渣（主要成分Fe₃O₄，少量碳及二氧化硅）為原料制備的流程如圖：

（1）廢鐵渣進(jìn)行“粉碎”的目的是減小顆粒直徑，增大浸取時(shí)的反應(yīng)速率和提高鐵浸取率．
（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(duì)鐵浸取率的影響如圖所示：
①加熱條件下酸浸時(shí)，F(xiàn)e₃O₄與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₃O₄+4H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O．
②酸浸時(shí)，通入O₂的目的是將FeSO₄氧化為Fe₂（SO₄）₃．
③當(dāng)酸浸溫度超過100℃時(shí)，鐵浸取率反而減小，其原因是溫度超過100℃明顯加快了Fe³⁺水解反應(yīng)的速率，導(dǎo)致Fe³⁺濃度降低．
（3）濾渣的主要成分為C和SiO₂（填化學(xué)式）．
（4）“Fe³⁺濃度檢測(cè)”是先用SnCl₂將Fe³⁺還原為Fe²⁺；在酸性條件下，再用K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Fe²⁺（Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺），該滴定反應(yīng)的離子方程式為6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．

Answer 1

分析 （1）為了使原料充分反應(yīng)，粉碎廢鐵渣；
（2）①Fe₃O₄與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和硫酸亞鐵；
②溶液中有亞鐵離子，氧氣可將亞鐵離子氧化為鐵離子；
③考慮溫度對(duì)鐵離子的水解的影響；
（3）碳和二氧化硅不溶于稀硫酸；
（4）已知：在酸性條件下，再用K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Fe²⁺（Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺），則亞鐵離子被氧化為鐵離子，再根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可得．

解答 解：（1）對(duì)廢鐵渣進(jìn)行粉碎的目的：減小顆粒直徑，增大浸取時(shí)的反應(yīng)速率和提高鐵浸取率；
故答案為：減小顆粒直徑，增大浸取時(shí)的反應(yīng)速率和提高鐵浸取率；
（2）①加熱條件下酸浸時(shí)，F(xiàn)e₃O₄與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和硫酸亞鐵，方程式為：Fe₃O₄+4H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；
故答案為：Fe₃O₄+4H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；
②酸浸時(shí)有亞鐵離子生成，通入氧氣能將亞鐵離子氧化為鐵離子；
故答案為：將FeSO₄氧化為Fe₂（SO₄）₃；
③鐵離子在水溶液中存在水解，溫度升高有利于水解反應(yīng)的進(jìn)行，溫度超過100℃明顯加快了Fe³⁺水解反應(yīng)的速率，導(dǎo)致Fe³⁺濃度降低；
故答案為：溫度超過100℃明顯加快了Fe³⁺水解反應(yīng)的速率，導(dǎo)致Fe³⁺濃度降低；
（3）廢鐵渣（主要成分Fe₃O₄，少量碳及二氧化硅），酸浸，碳與二氧化硅不溶于稀硫酸也不反應(yīng)，故濾渣的主要成分問碳和二氧化硅；
故答案為：C和SiO₂；
（4）在酸性條件下，再用K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Fe²⁺（Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺），則亞鐵離子被氧化為鐵離子，發(fā)生的離子方程式為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題是制備工藝流程圖的考查，涉及了氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫，鐵的有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，題目難度不大，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．