Question

【題目】r—Fe2O3是一種具有磁性、催化、氣敏的納米材料。一種以硫鐵礦燒渣等為原料制備r—Fe2O3的流程如下：

(1)下列有關(guān)“還原焙燒”工序的說法正確的是_____(填字母)。

a.焦炭應(yīng)少量，空氣應(yīng)過量

b. 焙燒過程均為吸熱反應(yīng)，需用電爐持續(xù)加熱反應(yīng)器

c.“還原焙燒”的主要反應(yīng)為 3C+2O22CO+CO2、Fe2O3+CO2FeO+CO2

(2)“浸取”前需將焙燒生成的熔體粉碎，其目的是_____________________。

(3)已知三種金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

	Fe3+	Fe2+	Al3+
開始沉淀的pH	2.2	7.5	4.1
完全沉淀的pH	3.5	9.5	5.4

則“調(diào)pH”時(shí)，溶液的pH范圍為_______________。

(4)濾渣1的主要成分為_________(填化學(xué)式)；“沉鐵”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。

(5)“過濾2”時(shí)需用蒸餾水洗滌，能證明沉淀已洗滌干凈的方法是_________；沉淀緩慢氧化為鐵黃的化學(xué)方程式為________________。

Answer 1

【答案】 c 加快反應(yīng)速率和提高原料的浸取率 5.4≤pH<7.5 SiO2、CaSO4、Al(OH)3 Fe2＋＋2NH3·H2O=Fe(OH)2↓＋2NH4＋ 取最后一次洗滌濾液，滴入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色渾濁現(xiàn)象，則說明已洗滌干凈 4Fe(OH)2 +O2==4FeOOH+2H2O

【解析】本題考查化學(xué)工藝流程，涉及化學(xué)反應(yīng)原理，（1）a、還原焙燒是利用C和氧氣反應(yīng)生成CO，CO還原金屬氧化物，焦炭少點(diǎn)，空氣過量，生成CO2，CO2不能還原金屬氧化物，故a錯(cuò)誤；b、根據(jù)a選項(xiàng)的分析，C和氧氣反應(yīng)生成CO，此反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，故b錯(cuò)誤；c、發(fā)生的反應(yīng)是3C＋2O2 2CO＋CO2， CaO和Al2O3不與CO反應(yīng)，CO只能還原Fe2O3，因此反應(yīng)方程式為Fe2O3＋CO 2FeO＋CO2，故c正確；（2）粉碎固體，其目的增大接觸面積，加快反應(yīng)速率和提高浸出率；（3）浸取后溶液中含有離子是Ca2＋、Fe2＋、Al3＋、H＋，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)pH，除去Al3＋，但不影響Fe2＋，因此pH的范圍是5.4≤pH<7.5；（4）在還原焙燒時(shí)SiO2沒有反應(yīng)，SiO2是酸性氧化物，因此在浸取時(shí)，不與硫酸反應(yīng)，因此濾渣1中含有SiO2，CaO＋H2SO4=CaSO4＋H2O，CaSO4微溶于水，濾渣1中有CaSO4，根據(jù)(3)，濾渣1中還含有Al(OH)3，綜上所述，濾渣1中成分是SiO2、CaSO4、Al(OH)3；沉鐵是向?yàn)V液中加入氨水，因此離子反應(yīng)是Fe2＋＋2NH3·H2O=Fe(OH)2↓＋2NH4＋；（5）濾渣上殘留的是SO42－、NH4＋等離子，因此證明沉淀洗凈，需檢驗(yàn)不存在SO42－，不能檢驗(yàn)NH4＋，因此量非常少不易觀察，具體操作是：取最后一次洗滌濾液，滴入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色渾濁現(xiàn)象，則說明已洗滌干凈；根據(jù)信息完成，4Fe(OH)2＋O2=4FeOOH＋2H2O。