Question

【题目】硼(B)及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和难溶性SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：

已知：①Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3②CaSO4微溶于水

③H2O2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+④Fe3+、Fe2+、Al3+以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表：

	开始沉淀	完全沉淀
Fe3+	1.14	3.0
Fe2+	5.85	8.35
Al3+	3.0	4.7

请回答下列问题：

(1)利用______(填物质名称)的磁性，可将该物质直接从“铁硼矿粉”中分离。

(2)酸浸时，矿粉中的金属氧化物会和酸反应，试写出Fe2O3酸浸时的化学反应方程式__________。

(3)为了提高浸出速率(即加快反应速率)，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有______(写出一条)。

(4)操作a为______，“浸渣”中含有CaSO4和______(填物质化学式)。

(5)“净化除杂”需先加H2O2溶液，然后再调节溶液的pH约为5，目的是_____。

(6)制得的粗硼酸中的主要杂质为________________(填物质化学式)。

Answer 1

【答案】 四氧化三铁 Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O 搅拌（或加热） 过滤 SiO2 将亚铁离子转化为铁离子，使铁离子和铝离子完全沉淀 Na2SO4

【解析】（1）根据四氧化三铁有磁性解答；（2）根据氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水解答；（3）根据搅拌和加热可以加快反应速率解答；(4)根据过滤操作解答；根据原物质中含有难溶性SiO2解答；(5)根据H2O2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+，进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀解答；(6)根据酸浸时加入硫酸及调节pH用到氢氧化钠解答。（1）由于四氧化三铁有磁性所以对应的矿石叫磁铁矿，所以可以利用四氧化三铁的磁性，可将该物质直接从“铁硼矿粉”中分离；（2）酸浸时，矿粉中的金属氧化物会和酸反应，Fe2O3酸浸时是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，对应的化学反应方程式为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；（3）为了提高浸出速率（即加快反应速率），除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有搅拌（同时温度越高，反应越快，所以也可以加热加速反应的进行）；（4）操作a是固液分离，为过滤；“浸渣”中含有氧化钙和硫酸反应生成的CaSO4以及原物质含有的不溶于硫酸的 SiO2；（5）“净化除杂”需先加H2O2溶液，然后再调节溶液的pH约为5，目的是将亚铁离子转化为铁离子，进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀；（6）由于过程加入了硫酸进行酸浸以及调节pH用到氢氧化钠，制得的粗硼酸中的主要杂质为 Na2SO4。