Question

【題目】草酸亞鐵是合成鋰離子電池正極材料磷酸亞鐵鋰的原料。某工廠以煉鋼廠的脫硫渣(主要成分是Fe2O3)為原料生產電池級草酸亞鐵晶體的工藝流程如下：

（1）要提高“酸浸”速率，宜采取的措施有___(填兩條)。

（2）寫出“還原”過程中既是化合反應又是氧化還原反應的離子方程式___。

（3）濾渣2中含有的TiOSO4在熱水中易水解，生成H2TiO3，該反應的化學方程式為___。

（4）“濾液”經處理后得到一種化肥，其化學式為___。“一系列操作”指___。

（5）已知：298K時，Ksp[Fe(OH)2]=4.0×10-17，當離子濃度≤1.0×10-5molL-1時，視該離子已完全沉淀。上述流程中，加“氨水”調pH的范圍為___(lg2≈0.3)。

（6）草酸亞鐵晶體(FeC2O42H2O)純度的測定：準確稱取mg草酸亞鐵晶體于錐形瓶中，加入一定量的稀硫酸溶液，并加熱至50℃，用cmolL-1KMnO4標準溶液滴定，達到滴定終點時，用去標準溶液VmL。滴定反應(未配平)：FeC2O42H2O+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2+MnSO4+K2SO4+H2O；則樣品中FeC2O42H2O的純度為___%(用含有m、c、V的代數式表示)；若草酸亞鐵晶體失去部分結晶水，測得的結果___(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】加熱、攪拌、粉粹礦粉等 2Fe3++Fe=3Fe2+ TiOSO4+2H2O=H2TiO2↓+H2SO4 (NH4)2SO4 洗滌、干燥 ≥ 8.3 偏高

【解析】

脫硫渣(主要成分為Fe2O3)用硫酸溶解，過濾除去不溶物，濾液中主要含有硫酸鐵、硫酸等，進入鐵粉還原得到硫酸亞鐵，過濾分離，濾液中通入氨氣，得到氫氧化亞鐵沉淀，過濾分離，濾液中含有硫酸銨，氫氧化亞鐵與草酸化合得到草酸亞鐵，再經過過濾、洗滌、干燥得到草酸亞鐵晶體。

⑴要提高“酸浸”速率，宜采取的措施有：加熱、攪拌、粉粹礦粉等；故答案為：加熱、攪拌、粉粹礦粉等。

⑵“還原”過程中反應的離子方程式還有：Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+；故答案為：Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+。

⑶TiOSO4在熱水中易水解，生成H2TiO3沉淀，還生成硫酸，反應方程式為：TiOSO4 + H2O = H2TiO3↓ + H2SO4，故答案為：TiOSO4 + H2O = H2TiO3↓ + H2SO4。

⑷濾液中含有硫酸銨，經處理后得到一種農業上常用的化肥，過濾后，再經過洗滌、干燥得到草酸亞鐵晶體，故答案為：(NH4)2SO4；洗滌、干燥。

⑸根據題意，，pH ≥ 8.3；故答案為：≥ 8.3。

⑹配平后反應方程式為：10FeC2O42H2O + 6KMnO4 + 24H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 20CO2↑ + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 24H2O，可知，故，故FeC2O42H2O的純度為，若草酸亞鐵晶體失去部分結晶水，測得的結果偏高；故答案為：；偏高。