Question

【题目】电力工业所需的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)酸洗钢制构件时发生反应的离子方程式：2H++ FeO=Fe2++H2O、_______________。

(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_____________（至少写出两点）。

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IV发生反应的离子方程式是____________________。

(5)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-。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吸附后溶液酸性下降的原因是_______________。

②洗脱液中主要含有的溶质是______________。

Answer 1

【答案】 6H++Fe2O3·H2O+Fe==3Fe2++4H2O 抑制Fe2+水解：防止pH >4时，Fe2+被氧气氧化：提供H+利于HC1气体的逸出；提供SO42-利于FeSO4固体析出（答出以上任意两点即可） 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 2Fe2++ H2O2+8Cl-+ 2H+==2FeCl4-+2H2O 利用阴离于空换树脂进行吸附时，树脂上的OH-被交换下来进入吸附后溶液； FeCl3和HC1

【解析】(1)Fe2O3·2H2O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，而FeO溶解于稀盐酸生成氯化亚铁，发生反应的离子方程式为2H++ FeO=Fe2++H2O、6H++Fe2O3·H2O=2Fe3++4H2O、2Fe3++Fe==3Fe2+，后二个反应可写总反应式为；6H++Fe2O3·H2O+Fe==3Fe2++4H2O；

(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：提供H+利于HC1气体的逸出；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)过程IV是酸性条件下用H2O2氧化Fe2+得到2FeCl4-，发生反应的离子方程式是2Fe2++ H2O2+8Cl-+ 2H+==2FeCl4-+2H2O；

(5)①根据 ROH +X- RX +OH-可知，利用阴离于空换树脂进行吸附时，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；

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。