Question

【題目】聚合硫酸鐵（PFS）是水處理中重要的絮凝劑，如圖是以回收廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程．

回答下列問題
（1）廢鐵屑主要為表面附有大量鐵銹的鐵，鐵銹的主要成分為 ． 粉碎過篩的目的是 ．
（2）酸浸時最合適的酸是 ， 寫出鐵銹與酸反應的離子方程式 ．
（3）反應釜中加入氧化劑的作用是 ， 下列氧化劑中最合適的是（填標號）．
A．KMnO4 B．Cl2 C．H2O2 D．HNO3
（4）聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍內，pH偏小時Fe3+水解程度弱，pH偏大時則 ．
（5）相對于常壓蒸發，減壓蒸發的優點是 ．
（6）鹽基度B是衡量絮凝劑絮凝效果的重要指標，定義式為B= （n為物質的量）．為測量樣品的B值，取樣品m g，準確加入過量鹽酸，充分反應，再加入煮沸后冷卻的蒸餾水，以酚酞為指示劑，用c molL﹣1的標準NaOH溶液進行中和滴定（部分操作略去，已排除鐵離子干擾）．到終點時消耗NaOH溶液V mL．按上述步驟做空白對照試驗，消耗NaOH溶液V0 mL，已知該樣品中Fe的質量分數w，則B的表達式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe2O3?xH2O；選取細小顆粒，增大反應物接觸面積，提高“酸浸”反應速率
（2）硫酸；Fe2O3?xH2O+6H+=2Fe3++（x+3）H2O
（3）氧化亞鐵離子；C
（4）容易生成Fe（OH）3 ， 產率降低
（5）可以防止溫度過高，聚合硫酸鐵分解
（6）
【解析】解：（1）鐵銹的主要成分是氧化鐵水合物，化學式為：Fe2O3xH2O，粉碎過篩是選取細小顆粒，增大反應物接觸面積，提高“酸浸”反應速率，所以答案是：Fe2O3xH2O；選取細小顆粒，增大反應物接觸面積，提高“酸浸”反應速率；（2）依據制備的物質聚合硫酸鐵可知，酸化反應不能引入新的雜質，需要硫酸酸化，鐵銹中氧化鐵和酸反應生成鐵離子和水，反應的離子方程式為：Fe2O3xH2O+6H+=2Fe3++（x+3）H2O，所以答案是：H2SO4；Fe2O3xH2O+6H+=2Fe3++（x+3）H2O；（3）反應釜中加入氧化劑的作用是氧化亞鐵離子為鐵離子，氧化劑不引入新的雜質，A、B、D都會引入新的雜質，C中過氧化氫被還原生成水無雜質離子引入，所以答案是：C；（4）鐵離子易水解生成紅褐色氫氧化鐵膠體，聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍內，pH偏小時Fe3+水解程度弱，pH偏大時則容易生成Fe（OH）3 ， 產率降低，所以答案是：容易生成Fe（OH）3 ， 產率降低；（5）減壓蒸發在較低溫度下可進行，防止常壓蒸發溫度過高聚合硫酸鐵分解，所以答案是：可以防止溫度過高，聚合硫酸鐵分解；（6）n（OH﹣）=（V0﹣V）×10﹣3×c molL﹣1 ， n（Fe）= = mol，B= （n為物質的量）= = ，
所以答案是： ．