Question

【题目】钢制构件在镀锌前需要经过酸洗，其基本原理是用盐酸除去其表面的Fe2O3·H2O及FeO等杂质。回收废酸同时生产含铁产品的流程如下：

已知：

i．酸洗钢制构件后得到废酸的主要成分如下表所示。

ii.pH <4时，Fe2+不易被氧气氧化。

（1）用离子方程式解释废酸中不含Fe3+的原因______________________________。

（2）过程II中，发生的主要反应：FeCl2(s)十H2SO4(aq) FeSO4(s)+2HCl( aq)。

①加入过量H2SO4的作用是__________________________________（写出一点即可）。

②用化学平衡原理解释鼓入空气的目的：_________________________________。

（3）过程III中，FeSO4隔绝空气焙烧得到的尾气中含有两种可用于生产硫酸的氧化物，此过程发生反应的化学方程式是_________________________________________。

（4）过程V:阴离子交换树脂可将FeCl4-选择性吸附分离，其过程可表示为ROH +X-RX +OH-（X-表示FeCl4-）。当树脂吸附饱和后可直接用水洗涤树脂进行脱附，同时脱附过程发生反应：FeCl4-Fe3+ +4C1-。

①吸附后溶液的pH将会_______________。（填“升高”、“降低”或“不变”）

②洗脱液经处理后有许多用途，下列用途合理的是_________________。

A、刻蚀印刷铜线路板 B、净化污水 C、自来水消毒 D、浸泡生物标本

Answer 1

【答案】 2Fe3+ + Fe === 3Fe2+ 抑制Fe2+水解；防止pH > 4时，Fe2+被氧气氧化；提供H+利于HCl气体的逸出； 提供SO42-利于FeSO4固体析出 空气带走HCl气体，促进平衡FeCl2(s) + H2SO4(aq)FeSO4(s) + 2HCl(aq)向正反应方向移动，有利于FeSO4固体的析出 2FeSO4 Fe2O3+ SO2↑+ SO3↑ 升高 AB

【解析】（1）FeO溶解于稀盐酸生成氯化亚铁，Fe2O3·H2O溶解于稀盐酸生成氯化铁，铁再与氯化铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3++Fe＝3Fe2+；（2）①过程II中溶液中的Fe2+易水解、易氧化，则加入过量H2SO4是为了抑制Fe2+水解；防止pH＞4时，Fe2+被氧气氧化，另外稀硫酸提供H+利于HC1气体的逸出；同时提供SO42－利于FeSO4固体析出等；②过程II中利用不断通入的空气带走HCl气体，促进平衡FeCl2(s)+H 2SO4(aq)FeSO4(s)+2HCl(aq)向正反应方向移动，有利于FeSO4固体的析出；（3）过程III中，FeSO4隔绝空气焙烧得到的尾气中含有两种可用于生产硫酸的氧化物，说明有SO2和SO3气体生成，可知部分S发生了还原反应，则+2价Fe应被氧化为+3价，即有Fe2O3生成，故FeSO4隔绝空气焙烧过程发生反应的化学方程式是2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2↑；（4）①根据 ROH +X－RX +OH－可知，利用阴离子交换树脂进行吸附时，树脂上的OH－被交换下来进入吸附后溶液，中和溶液中的H+，使溶液酸性下降，pH升高；②水洗后，根据FeCl4－Fe3+ +4C1－可知，最终溶液中主要含有的溶质是FeCl3和HC1。氯化铁可用于刻蚀印刷铜线路板、净化污水，但不能用于自来水消毒和浸泡生物标本，答案选AB。