聚合硫酸铁(简称PFS或聚铁)是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制取聚合硫酸铁([Fe2(OH)x(SO4)3-x2]m)的工艺流程如下:

(1)酸浸时最合适的酸是 H2SO4H2SO4(写化学式)。
(2)酸浸后溶液中主要的阳离子有 Fe3+、Fe2+、H+Fe3+、Fe2+、H+。
(3)加入KClO3的目的是 将Fe2+氧化为Fe3+;ClO3-+6Fe2++6H+═Cl-+6Fe3++3H2O将Fe2+氧化为Fe3+;ClO3-+6Fe2++6H+═Cl-+6Fe3++3H2O(结合离子方程式说明)。
(4)过程a中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合。将下列水解反应原理的化学方程式补充完整。
□Fe2(SO4)3+□H2O⇌□Fe2(OH)x(SO4)3-x2+□H2SO4H2SO4
(5)过程a中水解要严控pH的范围。pH偏小或偏大聚合硫酸铁的产率都会降低,请解释原因 pH偏小时,水解平衡逆向移动,聚合硫酸铁的产率会降低;pH偏大时,Fe2(SO4)3生成Fe(OH)3聚沉,聚合硫酸铁的产率会降低pH偏小时,水解平衡逆向移动,聚合硫酸铁的产率会降低;pH偏大时,Fe2(SO4)3生成Fe(OH)3聚沉,聚合硫酸铁的产率会降低。
(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,通常盐基度越高,絮凝效果越好。盐基度B的表达式:B=n(OH-)3n(Fe3+)×100%(n为物质的量)。为测量聚合硫酸铁的盐基度,进行如下实验操作:
ⅰ.取聚合硫酸铁样品m g,加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,再加入KF溶液屏蔽Fe3+,使Fe3+不与OH-反应。然后以酚酞为指示剂,用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定,到终点时消耗NaOH溶液V mL。
ⅱ.做空白对照实验,取与步骤ⅰ等体积等浓度的盐酸,以酚酞为指示剂,用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定,到终点时消耗NaOH溶液V0 mL。
①该聚合硫酸铁样品中n(OH-)=10-3cV0-10-3cV10-3cV0-10-3cVmol。
②已知该样品中Fe的质量分数w,则盐基度B=0.056c(V0-V)3mw×100%0.056c(V0-V)3mw×100%。
(
S
O
4
)
3
-
x
2
(
S
O
4
)
3
-
x
2
n
(
O
H
-
)
3
n
(
F
e
3
+
)
0
.
056
c
(
V
0
-
V
)
3
mw
0
.
056
c
(
V
0
-
V
)
3
mw
【答案】H2SO4;Fe3+、Fe2+、H+;将Fe2+氧化为Fe3+;ClO3-+6Fe2++6H+═Cl-+6Fe3++3H2O;H2SO4;pH偏小时,水解平衡逆向移动,聚合硫酸铁的产率会降低;pH偏大时,Fe2(SO4)3生成Fe(OH)3聚沉,聚合硫酸铁的产率会降低;10-3cV0-10-3cV;×100%
0
.
056
c
(
V
0
-
V
)
3
mw
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:62引用:3难度:0.6
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(2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
(3)根据下表数据:氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
Fe3+已经除尽的试剂是
(4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
(5)煅烧A的反应方程式是
(6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5 -
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