Question

【题目】聚硅酸铁是将铁离子引入到活性硅酸而制得的复合型混凝剂。用废铁皮(主要成分Fe和Fe3O4，少量碳)为原料制备的流程如下：

(1)废铁渣进行“粉碎”的目的是_________________。

(2)在实验室进行过滤操作时，所用到玻璃仪器有___________________________。

(3)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等条件，其中酸浸温度对铁浸取率的影响如下表所示：

温度(℃)	40	60	80	100	120
铁浸取率(%)	50	62	79	92	83

已知：在一定温度下，Fe3+在pH=2开始沉淀，pH=3.7沉淀完全。

①酸浸时应控制溶液的pH___________

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__________________________。

(4)滤渣的主要成分为____________________________(填化学式)。

(5)“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_________________________；

已知称取2.60 g聚硅酸铁产品，加入硫酸，再加入足量SnCl2，用0.2000 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定，消耗K2Cr2O7溶液的体积为20.00 mL，则聚硅酸铁产品中铁元素的百分含量为_____________________(结果保留两位有效数字)。

Answer 1

【答案】减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率 烧杯、漏斗、玻璃棒 <2 氧化Fe2+为Fe3+ 温度超过100℃时，Fe3+水解反应速率明显加快，导致Fe3+浓度降低 C Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 52%

【解析】

主要成分为Fe和Fe3O4、少量碳的废铁皮粉碎后用工业硫酸溶解，同时通入氧气，其中C不溶于稀硫酸，过滤后所得滤渣为C，而滤液中主要含有Fe3+，经检测Fe3+后，再加入聚硅酸，静置后即可得聚硅酸铁；

(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)在实验室进行过滤操作时，要用漏斗过滤，玻璃棒引流，烧杯接滤液，所以要用到的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；

(3)①因Fe3+在pH=2 开始沉淀，pH=3.7 沉淀完全，则酸浸时应调节溶解的pH＜2，防止溶液pH≥2时将有部分Fe3+沉淀损失，故答案为：＜2；pH≥2时将有部分Fe3+沉淀损失；

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：氧化Fe2+为Fe3+

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；

(4)废铁皮(主要成分Fe和Fe3O4，少量碳)，在通氧气的条件下，用硫酸酸浸，Fe和Fe3O4与硫酸反应，而碳不溶解，过滤后滤渣的主要成分为碳，故答案为：C；

(5)在酸性条件下，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，发生的离子方程式为：Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O；由方程式可知，n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×0.2000 mol/L×0.020L，则铁元素的百分含量为×100% ≈52%，故答案为：Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O；52%。