问题标题:
为保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略).活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为
问题描述:
为保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略).
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应.请回答下列问题:
(1)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择___(填字母编号).
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(2)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽.通入空气引起溶液pH降低的原因是:___.
(3)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料.
已知25℃,101kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H═-1648kJ•mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H═-393kJ•mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H═-1480kJ•mol-1
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式为:___.
(4)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料.该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电的总反应为4Li+FeS2═Fe+2Li2S,则正极反应式是:___.
(5)煅烧某硫铁矿样品,发生反应:FeS2+O2Fe2O3+SO2(未配平),已知该硫铁矿样品中FeS2的质量分数为90.0%,假设杂质不参加反应,煅烧10t该硫铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为___L;制得98%的硫酸质量为___t.
刘发贵回答:
硫铁矿烧渣用硫酸浸取,过滤后滤液中含有硫酸铁、未反应的硫酸,用活化硫铁矿还原Fe3+后过滤,向滤液中加入FeCO3调节溶液pH,过滤后在通入空气、调节溶液pH,除去溶液中杂质离子,过滤浓缩结晶得到FeSO4晶体.
(1)KMnO4溶液、K3[Fe(CN)6]溶液可以检验有Fe2+生成,取第Ⅱ步反应中溶液少许与试管中,滴加KSCN溶液,若溶液不变红色,说明Fe3+完全被还原,
故答案为:C;
(2)氧气可以将Fe2+离子氧化为Fe3+离子,Fe3+离子水解生成H+,使溶液pH降低,
故答案为:氧气可以将Fe2+离子氧化为Fe3+离子,Fe3+离子水解生成H+;
(3)发生反应:4FeCO3+O2 高温 .
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