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Fe
2O
3、FeO、SiO
2等)為原料制取聚合硫酸鐵([Fe
2(OH)
x]
m)的工藝流程如下:
(1)酸浸時最合適的酸是
H2SO4
H2SO4
(寫化學式)。
(2)酸浸后溶液中主要的陽離子有
Fe3+、Fe2+、H+
Fe3+、Fe2+、H+
。
(3)加入KClO
3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。將下列水解反應原理的化學方程式補充完整。
□Fe
2(SO
4)
3+□H
2O?□Fe
2(OH)
x+□
H2SO4
H2SO4
(5)過程a中水解要嚴控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,通常鹽基度越高,絮凝效果越好。鹽基度B的表達式:B=
×100%(n為物質的量)。為測量聚合硫酸鐵的鹽基度,進行如下實驗操作:
?。【酆狭蛩徼F樣品m g,加入過量鹽酸,充分反應,再加入煮沸后冷卻的蒸餾水,再加入KF溶液屏蔽Fe
3+,使Fe
3+不與OH
-反應。然后以酚酞為指示劑,用c mol/L的標準NaOH溶液進行中和滴定,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的標準NaOH溶液進行中和滴定,到終點時消耗NaOH溶液V
0 mL。
①該聚合硫酸鐵樣品中n(OH
-)=
10-3cV0-10-3cV
10-3cV0-10-3cV
mol。
②已知該樣品中Fe的質量分數(shù)w,則鹽基度B=
。