分析 鐵泥(主要成分為Fe2O3、FeO和少量Fe)與稀鹽酸反應得到的濾液A溶質為氯化鐵、氯化亞鐵、過量的稀鹽酸,加入鐵粉還原鐵離子:2Fe3++Fe=3Fe2+,過濾過量的鐵,濾液B的溶質為氯化亞鐵,加入氫氧化鈉溶液,生成Fe(OH)2渾濁液,向渾濁液中加入雙氧水氧化:2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O,反應完成後需再加熱一段時間除去剩餘H2O2,再與氯化亞鐵加熱攪拌發生反應:2FeOOH+Fe2++2OH-
△
–––––– △_Fe3O4+2H2O,過濾、洗滌、乾燥得產品Fe3O4,據此分析解答.
解答 解:(1)攪拌、適當升高溫度可提高鐵泥與鹽酸的反應速率;
故答案為:攪拌;適當升高溫度;
(2)濾液A溶質為氯化鐵、氯化亞鐵、過量的稀鹽酸,加入鐵粉還原鐵離子和反應過量的鹽酸:2Fe3++Fe=3Fe2+;
故答案為:2Fe3++Fe=3Fe2+;
(3)由表可知Fe(OH)3完全沉澱的pH為3.0,即c(H+)=1×10-3mol/L,則c(OH-)=1×1011mol/L,該溫度下Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•c(OH-)3=1×10-5•(1×10-11)3=1.0×10-38;
故答案為:1.0×10-38;
(4)步驟④中,濁液D中的氫氧化亞鐵與過氧化氫反應生成FeOOH,反應為:2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O;步驟④中,防止其在步驟⑤中繼續氧化+2價鐵元素,反應完成後需再加熱一段時間除去剩餘H2O2;
故答案為:2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O;加熱使其分解除去,防止其在步驟⑤中繼續氧化+2價鐵元素;
(5)⑤為FeOOH與氯化亞鐵加熱攪拌發生反應生成產品Fe3O4,反應為:2FeOOH+Fe2++2OH-
–––––– △_Fe3O4+2H2O,過濾、洗滌、乾燥得產品Fe3O4;
故答案為:2FeOOH+Fe2++2OH-
–––––– △_Fe3O4+2H2O; 過濾;洗滌;
(6)濁液D中FeOOH的物質的量為a,濾液B中的鐵元素的物質的量為b,則濾液B中與FeOOH反應的亞鐵離子物質的量為b-a,由圖可知R(R=
n
(
+
3
F
e
)
2
n(Fe+3)n(Fe+2))=1.75時,Fe3O4的產率最高,則
a
b
−
ab−
分析 鐵泥(主要成分為Fe2O3、FeO和少量Fe)與稀鹽酸反應得到的濾液A溶質為氯化鐵、氯化亞鐵、過量的稀鹽酸,加入鐵粉還原鐵離子:2Fe3++Fe=3Fe2+,過濾過量的鐵,濾液B的溶質為氯化亞鐵,加入氫氧化鈉溶液,生成Fe(OH)2渾濁液,向渾濁液中加入雙氧水氧化:2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O,反應完成後需再加熱一段時間除去剩餘H2O2,再與氯化亞鐵加熱攪拌發生反應:2FeOOH+Fe2++2OH-
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–––––– △_Fe3O4+2H2O,過濾、洗滌、乾燥得產品Fe3O4,據此分析解答.
解答 解:(1)攪拌、適當升高溫度可提高鐵泥與鹽酸的反應速率;
故答案為:攪拌;適當升高溫度;
(2)濾液A溶質為氯化鐵、氯化亞鐵、過量的稀鹽酸,加入鐵粉還原鐵離子和反應過量的鹽酸:2Fe3++Fe=3Fe2+;
故答案為:2Fe3++Fe=3Fe2+;
(3)由表可知Fe(OH)3完全沉澱的pH為3.0,即c(H+)=1×10-3mol/L,則c(OH-)=1×1011mol/L,該溫度下Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•c(OH-)3=1×10-5•(1×10-11)3=1.0×10-38;
故答案為:1.0×10-38;
(4)步驟④中,濁液D中的氫氧化亞鐵與過氧化氫反應生成FeOOH,反應為:2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O;步驟④中,防止其在步驟⑤中繼續氧化+2價鐵元素,反應完成後需再加熱一段時間除去剩餘H2O2;
故答案為:2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O;加熱使其分解除去,防止其在步驟⑤中繼續氧化+2價鐵元素;
(5)⑤為FeOOH與氯化亞鐵加熱攪拌發生反應生成產品Fe3O4,反應為:2FeOOH+Fe2++2OH-
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–––––– △_Fe3O4+2H2O,過濾、洗滌、乾燥得產品Fe3O4;
故答案為:2FeOOH+Fe2++2OH-
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–––––– △_Fe3O4+2H2O; 過濾;洗滌;
(6)濁液D中FeOOH的物質的量為a,濾液B中的鐵元素的物質的量為b,則濾液B中與FeOOH反應的亞鐵離子物質的量為b-a,由圖可知R(R=
n
(
+
3
F
e
)
n
(
+
2
F
e
)
n(Fe+3)n(Fe+2))=1.75時,Fe3O4的產率最高,則
a
b
−
a
ab−