Question

【題目】聚硅酸鐵是目前無機高分子絮凝劑研究的熱點，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下：

（1）廢鐵渣進行“粉碎”的目的是____________。

（2）“酸浸”需適宜的酸濃度、液固比、酸浸溫度、氧流量等，其中酸浸溫度對鐵浸取率的影響如右圖所示：

①加熱條件下酸浸時，Fe3O4與硫酸反應的化學方程式為___________。

②酸浸時，通入O2的目的是_____________，該反應的離子方程式為_________。

③當酸浸溫度超過100℃時，鐵浸取率反而減小，其原因是____________。

（3）濾渣的主要成分為____________（填化學式）。

（4）“Fe3+濃度檢測”是先用SnCl2將Fe3+還原為Fe2+；在酸性條件下，再用K2Cr2O7標準溶液滴定Fe2+（Cr2O72－被還原為Cr3+），該滴定反應的離子方程式為______________。

Answer 1

【答案】 減小顆粒直徑，增大浸取時的反應速率和提高鐵浸取率 Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O 將FeSO4氧化為Fe2(SO4)3 4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O 溫度超過100℃明顯加快了Fe3+水解反應的速率，導致Fe3+濃度降低 C和SiO2 6Fe2++Cr2O72－+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

【解析】(1)對廢鐵渣進行粉碎的目的：減小顆粒直徑，增大浸取時的反應速率和提高鐵浸取率；故答案為：減小顆粒直徑，增大浸取時的反應速率和提高鐵浸取率；

(2)①加熱條件下酸浸時，Fe3O4與硫酸反應生成硫酸鐵和硫酸亞鐵，方程式為：Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O；故答案為：Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O；

②酸浸時有亞鐵離子生成，通入氧氣能將亞鐵離子氧化為鐵離子；反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O，故答案為：將FeSO4氧化為Fe2(SO4)3；4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O；

③鐵離子在水溶液中存在水解，溫度升高有利于水解反應的進行，溫度超過100℃明顯加快了Fe3+水解反應的速率，導致Fe3+濃度降低；故答案為：溫度超過100℃明顯加快了Fe3+水解反應的速率，導致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，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標準溶液滴定Fe2+(Cr2O72-被還原為Cr3+)，則亞鐵離子被氧化為鐵離子，發生的離子方程式為：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；故答案為：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。