Question

13．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，少量碳及二氧化硅）为原料制备的流程如图：

（1）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）“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Fe₃O₄+4H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O．
②酸浸时，通入O₂的目的是将FeSO₄氧化为Fe₂（SO₄）₃．
③当酸浸温度超过100℃时，铁浸取率反而减小，其原因是温度超过100℃明显加快了Fe³⁺水解反应的速率，导致Fe³⁺浓度降低．
（3）滤渣的主要成分为C和SiO₂（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⁺（Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺），该滴定反应的离子方程式为6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．

Answer 1

分析 （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；
②溶液中有亚铁离子，氧气可将亚铁离子氧化为铁离子；
③考虑温度对铁离子的水解的影响；
（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⁺（Cr₂O₇^2-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．

解答 解：（1）对废铁渣进行粉碎的目的：减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率；
故答案为：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+4H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；
故答案为：Fe₃O₄+4H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+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；
故答案为：将FeSO₄氧化为Fe₂（SO₄）₃；
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；
故答案为：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），酸浸，碳与二氧化硅不溶于稀硫酸也不反应，故滤渣的主要成分问碳和二氧化硅；
故答案为：C和SiO₂；
（4）在酸性条件下，再用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定Fe²⁺（Cr₂O₇^2-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⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
故答案为：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．

点评 本题是制备工艺流程图的考查，涉及了氧化还原反应离子方程式的书写，铁的有关物质的性质，题目难度不大，掌握基础是关键．