聚合硫酸鐵(簡稱PFS或聚鐵)是水處理中重要的絮凝劑。以黃鐵礦的燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制取聚合硫酸鐵([Fe2(OH)x(SO4)3-x2]m)的工藝流程如下:
(1)酸浸時最合適的酸是 H2SO4H2SO4(寫化學(xué)式)。
(2)酸浸后溶液中主要的陽離子有 Fe3+、Fe2+、H+Fe3+、Fe2+、H+。
(3)加入KClO3的目的是 將Fe2+氧化為Fe3+;ClO3-+6Fe2++6H+═Cl-+6Fe3++3H2O將Fe2+氧化為Fe3+;ClO3-+6Fe2++6H+═Cl-+6Fe3++3H2O(結(jié)合離子方程式說明)。
(4)過程a中生成聚合硫酸鐵的過程是先水解再聚合。將下列水解反應(yīng)原理的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整。
□Fe2(SO4)3+□H2O?□Fe2(OH)x(SO4)3-x2+□H2SO4H2SO4
(5)過程a中水解要嚴(yán)控pH的范圍。pH偏小或偏大聚合硫酸鐵的產(chǎn)率都會降低,請解釋原因 pH偏小時,水解平衡逆向移動,聚合硫酸鐵的產(chǎn)率會降低;pH偏大時,F(xiàn)e2(SO4)3生成Fe(OH)3聚沉,聚合硫酸鐵的產(chǎn)率會降低pH偏小時,水解平衡逆向移動,聚合硫酸鐵的產(chǎn)率會降低;pH偏大時,F(xiàn)e2(SO4)3生成Fe(OH)3聚沉,聚合硫酸鐵的產(chǎn)率會降低。
(6)鹽基度B是衡量絮凝劑絮凝效果的重要指標(biāo),通常鹽基度越高,絮凝效果越好。鹽基度B的表達(dá)式:B=n(OH-)3n(Fe3+)×100%(n為物質(zhì)的量)。為測量聚合硫酸鐵的鹽基度,進(jìn)行如下實驗操作:
ⅰ.取聚合硫酸鐵樣品m g,加入過量鹽酸,充分反應(yīng),再加入煮沸后冷卻的蒸餾水,再加入KF溶液屏蔽Fe3+,使Fe3+不與OH-反應(yīng)。然后以酚酞為指示劑,用c mol/L的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液進(jìn)行中和滴定,到終點時消耗NaOH溶液V mL。
ⅱ.做空白對照實驗,取與步驟ⅰ等體積等濃度的鹽酸,以酚酞為指示劑,用c mol/L的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液進(jìn)行中和滴定,到終點時消耗NaOH溶液V0 mL。
①該聚合硫酸鐵樣品中n(OH-)=10-3cV0-10-3cV10-3cV0-10-3cVmol。
②已知該樣品中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w,則鹽基度B=0.056c(V0-V)3mw×100%0.056c(V0-V)3mw×100%。
(
S
O
4
)
3
-
x
2
(
S
O
4
)
3
-
x
2
n
(
O
H
-
)
3
n
(
F
e
3
+
)
0
.
056
c
(
V
0
-
V
)
3
mw
0
.
056
c
(
V
0
-
V
)
3
mw
【答案】H2SO4;Fe3+、Fe2+、H+;將Fe2+氧化為Fe3+;ClO3-+6Fe2++6H+═Cl-+6Fe3++3H2O;H2SO4;pH偏小時,水解平衡逆向移動,聚合硫酸鐵的產(chǎn)率會降低;pH偏大時,F(xiàn)e2(SO4)3生成Fe(OH)3聚沉,聚合硫酸鐵的產(chǎn)率會降低;10-3cV0-10-3cV;×100%
0
.
056
c
(
V
0
-
V
)
3
mw
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:62引用:3難度:0.6
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1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:
(1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
(2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
(5)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5 -
2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:
(1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
(2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
(5)煅燒A的反應(yīng)方程式是
(6)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5 -
3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:
(1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
(2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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