绿矾（FeSO4•7H2O）和纳米铁粉常用于处理水中的污染物。
（1）工业上处理含铬废水，先将废水调至酸性，再用绿矾将Cr2O2-7还原为Cr3+，最后转化为氢氧化物沉淀除去。
①写出Cr2O2-7被还原为Cr3+的离子方程式：6Fe2++14H++Cr2O2-7=6Fe3++2Cr3++7H2O6Fe2++14H++Cr2O2-7=6Fe3++2Cr3++7H2O。
②以废铁屑（含有铝粉）为原料，制备FeSO4•7H2O的实验方案为 边搅拌边向废铁屑中加入1mol•L-1NaOH溶液溶液至不再产生气泡；过滤，用蒸馏水洗涤2～3次；边搅拌边向滤渣中加入3mol•L-1H2SO4溶液溶液至滤渣完全溶解；在60℃加热浓缩至液面有晶膜产生，冷却至0℃结晶，过滤，低温干燥得FeSO4•7H2O边搅拌边向废铁屑中加入1mol•L-1NaOH溶液溶液至不再产生气泡；过滤，用蒸馏水洗涤2～3次；边搅拌边向滤渣中加入3mol•L-1H2SO4溶液溶液至滤渣完全溶解；在60℃加热浓缩至液面有晶膜产生，冷却至0℃结晶，过滤，低温干燥得FeSO4•7H2O。（FeSO4溶解度曲线如图-1所示。可选用的试剂：3mol•L-1H2SO4溶液、1mol•L-1NaOH溶液、1mol•L-1氨水）
（2）利用纳米铁粉可有效处理废水中的Cu2+和Zn2+。
①其他条件一定，Cu2+和Zn2+去除率随废水pH的变化情况如图-2所示。当pH＜3时，随pH减小，Cu2+去除率减小的原因是 pH减小，H+浓度增大，H+与纳米铁粉反应增多，被还原的Cu2+减少，Cu2+去除率减小pH减小，H+浓度增大，H+与纳米铁粉反应增多，被还原的Cu2+减少，Cu2+去除率减小。
②纳米铁粉去除Cu2+和Zn2+的机理如图-3所示。请简述两者的区别并解释原因 Fe的金属活动性小于Zn而大于Cu,所以Cu（Ⅱ）吸附后被Fe还原为Cu而除去，Zn（Ⅱ）吸附后转化为Zn（OH）2而沉降Fe的金属活动性小于Zn而大于Cu,所以Cu（Ⅱ）吸附后被Fe还原为Cu而除去，Zn（Ⅱ）吸附后转化为Zn（OH）2而沉降。
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【考点】制备实验方案的设计．
【答案】6Fe2++14H++Cr2=6Fe3++2Cr3++7H2O；边搅拌边向废铁屑中加入1mol•L-1NaOH溶液溶液至不再产生气泡；过滤，用蒸馏水洗涤2～3次；边搅拌边向滤渣中加入3mol•L-1H2SO4溶液溶液至滤渣完全溶解；在60℃加热浓缩至液面有晶膜产生，冷却至0℃结晶，过滤，低温干燥得FeSO4•7H2O；pH减小，H+浓度增大，H+与纳米铁粉反应增多，被还原的Cu2+减少，Cu2+去除率减小；Fe的金属活动性小于Zn而大于Cu，所以Cu（Ⅱ）吸附后被Fe还原为Cu而除去，Zn（Ⅱ）吸附后转化为Zn（OH）2而沉降
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【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：113引用：1难度：0.5
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（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（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 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 ，检验
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（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（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（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）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（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（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（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
