Question

【题目】聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣(主要成分Fe3O4，含少量碳及二氧化硅)为原料制备的流程如下：

(1)废铁渣进行“粉碎”的目的是______________________。

(2)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等，其中酸浸温度对铁浸取率的影响如图所示。

①加热条件下酸浸时，Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为_____________。

②酸浸时，通入O2的目的是__________。

③当酸浸温度超过100 ℃时，铁浸取率反而减小，其原因是____________。

(3)滤渣的主要成分为____________(填化学式)。

(4)“Fe3+浓度检测”是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+；在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+(Cr2O72-被还原为Cr3+)，该滴定反应的离子方程式为__________。

Answer 1

【答案】增大接触面积，提高反应速率，提高铁元素浸取率 Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O 将FeSO4氧化为Fe2(SO4)3 温度超过100℃，加快Fe3+水解生成Fe(OH)3，导致Fe3+浓度降低 C和SiO2 6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

【解析】

(1)为了使原料充分反应，粉碎废铁渣；

(2)①Fe3O4与硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁、水；

②溶液中有亚铁离子，氧气可将亚铁离子氧化为铁离子，可根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒写出此反应的离子方程式；

③考虑温度对铁离子水解的影响；

(3)碳和二氧化硅不溶于稀硫酸；

(4)已知：在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+(Cr2O72-被还原为Cr3+)，则亚铁离子被氧化为铁离子，再根据得失电子守恒和原子守恒可得。

(1)对废铁渣进行粉碎的目的是：减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率；

(2)①加热条件下酸浸时，Fe3O4与硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁，方程式为：Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O；

②酸浸时有亚铁离子生成，通入氧气能将亚铁离子氧化为铁离子，发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

③铁离子在水溶液中存在水解，温度升高有利于水解反应的进行，温度超过100℃明显加快了Fe3+水解反应的速率，导致Fe3+浓度降低；

(3)废铁渣(主要成分Fe3O4，少量碳及二氧化硅)，用酸浸泡，碳与二氧化硅不溶于稀硫酸也不能发生反应，故滤渣的主要成分是C和SiO2；

(4)在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定滴定Fe2+(Cr2O72-被还原为Cr3+)，则亚铁离子被氧化为铁离子，发生的离子方程式为：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。