Question

【題目】某工廠產生的燒渣(主要含FeO、Fe2O3，還有一定量的SiO2)可用于制備綠礬（FeSO4·xH2O)，工藝流程如下圖所示:：

資料1: SiO2不溶于水，也不與稀硫酸反應；

資料2: +2價的鐵元素容易被空氣中的氧氣氧化。

（1）“浸取”步驟中，FeO、Fe2O3和稀硫酸發生反應的化學方程式為：FeO+ H2SO4= FeSO4+ H2O、_________，為提高“浸取”步驟的反應速率，除了采取“攪拌”和“使用催化劑”外，還可采取的具體措施有________（寫1條）。

（2）“浸取”、“過濾”步驟后，濾液中的溶質有_________。

（3）“還原”轉化的化學反應原理為：SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，該步驟的主要目的是______。

（4）FeSO4溶液經過蒸發濃縮、______________、過濾、洗滌、低溫干燥后得到FeSO4·xH2O晶體；低溫干燥的目的是______________。

（5）以上結晶過程最好在氮氣環境中進行，氮氣的作用是___________。

Answer 1

【答案】 適當增大硫酸的濃度，升高溫度，將燒渣粉碎等 FeSO4、H2SO4、Fe2(SO4)3 將Fe2(SO4)3轉化為FeSO4（或將Fe3+轉化為Fe2+） 降溫結晶 避免綠礬在干燥過程中受熱分解或失去結晶水 防止綠礬在空氣中被氧氣氧化

【解析】

氧化亞鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和水，氧化鐵和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水。

（1）氧化鐵和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，故“浸取”步驟中，FeO、Fe2O3和稀硫酸發生反應的化學方程式為：、，增大反應物的接觸面積或升高溫度均可以加快反應速率，故為提高“浸取”步驟的反應速率，除了采取“攪拌”和“使用催化劑”外，還可采取的具體措施有適當增大硫酸的濃度，升高溫度，將燒渣粉碎等。

（2）浸取步驟氧化亞鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和水，氧化鐵和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，二氧化硅和稀硫酸不反應，過濾掉二氧化硅，則濾液中的溶質有生成的硫酸亞鐵、硫酸鐵和過量的稀硫酸，故“浸取”、“過濾”步驟后，濾液中的溶質有FeSO4、H2SO4、Fe2(SO4)3。

（3）“還原”轉化的化學反應原理為：，故該步驟的主要目的是將Fe2(SO4)3轉化為FeSO4（或將Fe3+轉化為Fe2+）。

（4）FeSO4溶液經過蒸發濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、低溫干燥后得到FeSO4·xH2O晶體；低溫干燥的目的是避免綠礬在干燥過程中受熱分解或失去結晶水。

（5）+2價的鐵元素容易被空氣中的氧氣氧化，故以上結晶過程最好在氮氣環境中進行，氮氣的作用是防止綠礬在空氣中被氧氣氧化。