粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,主要成分有Al2O3、Fe2O3、Fe3O4和SiO2等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染,还能制得纳米Fe2O3等重要物质。

已知:①伯胺R-NH2能与Fe3+反应:3R-NH2+Fe3++SO42-+H2O⇌Fe(NH2-R)3(OH)SO4+H+,生成易溶于煤油的产物。
②Fe3+在水溶液中能与Cl-反应:Fe3++6Cl-⇌[FeCl6]3-。
(1)“酸没”过程中Fe3O4发生反应的离子方程式为8H++Fe3O4=2Fe3++Fe2++4H2O8H++Fe3O4=2Fe3++Fe2++4H2O;滤渣的成分为SiO2SiO2。
(2)加入过量H2O2的作用是将亚铁离子完全氧化为铁离子,有利于与伯胺反应,提高萃取率将亚铁离子完全氧化为铁离子,有利于与伯胺反应,提高萃取率。
(3)伯胺-煤油可对浸取液进行分离,该操作的名称是萃取、分液萃取、分液。
(4)利用化学平衡知识分析NaCl溶液进行反萃取的原理Fe3++6Cl-⇌[FeCl6]3-使铁离子浓度下降,则3R-NH2+Fe3++SO42-+H2O⇌Fe(NH2-R)3(OH)SO4+H+平衡逆向移动,铁离子从易溶于煤油的物质中转化为易溶于水的物质,实现反萃取Fe3++6Cl-⇌[FeCl6]3-使铁离子浓度下降,则3R-NH2+Fe3++SO42-+H2O⇌Fe(NH2-R)3(OH)SO4+H+平衡逆向移动,铁离子从易溶于煤油的物质中转化为易溶于水的物质,实现反萃取。
(5)向水层Ⅱ中加入N2H4可使Fe3+转化为Fe2+并放出对环境无害的气体,理论上氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:14:1;向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH,其离子方程式为4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+。
(6)测定产品纳米Fe2O3中含铁量的方法:将纳米Fe2O3溶于过最酸中加热,先用过量的SnCl2将Fe3+还原成Fe2+,再加入HgCl2溶液除去过量的SnCl2,然后用标准的K2Cr2O7溶液(已加入指示剂)滴定溶液中的Fe2+.此过程发生的部分反应为:
Sn2++2Hg2++8Cl-═Hg2Cl2↓+SnCl62-
Cr2O72-+14H++6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O
①用HgCl2除去过量的SnCl2的目的是防止滴定过程中由于Sn2+同时还原Cr2O72-而造成较大的实验误差防止滴定过程中由于Sn2+同时还原Cr2O72-而造成较大的实验误差;
②若称取的纳米Fe2O3的质量为5.00g,配成100.0mL溶液,取出20.00mL,经上述方法处理后,再用0.1000mol•L-1K2Cr2O7标准溶液滴定,达到终点时,消耗标准溶液20.00mL,则产品中铁元素的质量分数为67.2%67.2%。
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】8H++Fe3O4=2Fe3++Fe2++4H2O;SiO2;将亚铁离子完全氧化为铁离子,有利于与伯胺反应,提高萃取率;萃取、分液;Fe3++6Cl-⇌[FeCl6]3-使铁离子浓度下降,则3R-NH2+Fe3++SO42-+H2O⇌Fe(NH2-R)3(OH)SO4+H+平衡逆向移动,铁离子从易溶于煤油的物质中转化为易溶于水的物质,实现反萃取;4:1;4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+;防止滴定过程中由于Sn2+同时还原Cr2O72-而造成较大的实验误差;67.2%
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:55引用:3难度:0.5
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