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为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的工业原料FeSO4(反应条件略)。

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO43+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应,请回答下列问题:
(1)第1步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

(2)检验第II步中Fe3+是否完全还原,应选择
BC
BC
(填字母编号)。
A.KMnO4溶液        B.淀粉--KI溶液          C.KSCN溶液
(3)第III步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第IV步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是
氧气可以将Fe2+氧化为Fe3+离子,Fe3+离子水解生成H+
氧气可以将Fe2+氧化为Fe3+离子,Fe3+离子水解生成H+

(4)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料,该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正极反应式是
FeS2+4e-=Fe+2S2-
FeS2+4e-=Fe+2S2-

(5)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25℃,101kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△=-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△=-392kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)△=-1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是
4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g)△H=-260kJ/mol
4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g)△H=-260kJ/mol

(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为p。将b kg质量分数为c的硫酸加入到a kg烧渣中浸取,铁的浸取率为q,其他杂质浸出消耗掉的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第III步应加入FeCO3
0.0118ab-0.646c
0.0118ab-0.646c
kg。

【答案】Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;BC;氧气可以将Fe2+氧化为Fe3+离子,Fe3+离子水解生成H+;FeS2+4e-=Fe+2S2-;4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g)△H=-260kJ/mol;0.0118ab-0.646c
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:5引用:1难度:0.5
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  • 1.我国青藏高原的盐湖中蕴藏着丰富的锂资源,已探明的储量约三千万吨,碳酸锂制备高纯金属锂的一种工艺流程如图。下列有关说法错误的是(  )

    发布:2025/1/6 7:30:5组卷:28引用:2难度:0.9
  • 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)“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
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。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:30引用:1难度:0.5
  • 3.查阅资料:CaO、MgO在高温下与C难反应,但能与SiO2反应.硫铁矿烧渣是一种工业废渣(含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质),该烧渣可用于制取氧化铁,具体化工生产工艺流程如下:

    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)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:
    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
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (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:0.1
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