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利用制取硫酸产生的矿渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、Al2O3及SiO2等)制备高纯氧化铁(α-Fe2O3)的工艺流程如下:
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(1)“酸浸”过程中Fe3O4发生反应的离子方程式为
 
.为提高“酸浸”中铁元素的浸出率,除了采用合适的液固比和循环浸取外,适宜的条件还有
 
 
.(任举两例)
(2)调节pH至5.5的目的是
 

(3)滤液②中加入NH4HCO3时需要控制反应温度不能过高,原因是
 
.(答一点即可)
(4)在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式为
 
分析:(1)酸浸过程中四氧化三铁和酸反应生成亚铁离子、铁离子和水;延长反应时间,搅拌加速反应,合适的酸度等可以提高酸浸率;
(2)依据流程分析生产目的是得到氧化铁,根据矿渣成分可知调节PH是为了除去铝离子,所以加入足量铁是把铁离子还原为亚铁离子防止调节PH沉淀;
(3)分析过程加入碳酸氢铵是为了沉淀亚铁离子,温度过高会促进亚铁离子水解或加入的碳酸氢铵分解;
(4)空气中碳酸亚铁和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳;
解答:解:(1)酸浸过程中四氧化三铁和酸反应生成亚铁离子、铁离子和水,“酸浸”过程中Fe3O4发生反应的离子方程式为,Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O;为提高“酸浸”中铁元素的浸出率,除了采用合适的液固比和循环浸取外,适宜的条件还有合适的酸浓度、连续搅拌、延长酸浸时间等;
故答案为:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O;合适的酸浓度、连续搅拌、延长酸浸时间等;
(2)分析流程可知生产目的是为了制取氧化铁,所以流程中加入过量铁会把铁离子还原为亚铁离子,调节溶液PH5.5铝离子沉淀,亚铁离子不沉淀达到分离的目的;
故答案为:除去滤液①中的Al3+
(3)滤液②中加入NH4HCO3时需要控制反应温度不能过高,温度过高会促进亚铁离子水解或加入的碳酸氢铵分解;
故答案为:防止NH4HCO3受热分解或防止Fe2+水解程度增大;
(4)空气中碳酸亚铁和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:4FeCO3+O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+4CO2
故答案为:4FeCO3+O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+4CO2
点评:本题考查了工业生产流程的分析判断,铁及其化合物性质的分析应用,掌握流程分析方法和题干信息的理解应用是解题关键,题目难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2010?启东市模拟)锌钡白是一种白色颜料.工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓.以下是工业生产流程.请回答有关问题:

Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯有关资料:已知Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等.
(1)②中使用的氧化剂最好是下列的
B
B
(填序号),理由是
不会引入杂质
不会引入杂质

        A.Cl2        B.H2O2          C.KMnO4         D.浓HNO3
(2)写出反应④的离子方程式:
ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-
ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-

(3)为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程中步骤
产生的
CO2
CO2
可以用于步骤
(其中步骤选填①、②、③、④、⑤).

Ⅱ.BaS溶液的制备
有关数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s);△H=-1473.2kJ?mol-1
C(s)+-O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ?mol-1
Ba(s)+S(s)=BaS(s);△H=-460kJ?mol-1
重晶石(BaSo4)矿粉、煤粉
煅烧还原
BaS+CO↑
水浸取
过滤
BaS溶液
(4)煅烧还原的热化学方程式为:
BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2 kJ?mol-1
BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2 kJ?mol-1

(5)经检验BaS的水溶液呈碱性,原因是(用离子方程式表示)
S2-+H2O?HS-+OH-
S2-+H2O?HS-+OH-


Ⅲ.制取锌钡白
(6)Ⅰ中步骤⑤使用硫酸的量要适当,如果所得溶液的酸性过强,产生的后果是
酸性过强,与BaS溶液混合是可能产生H2S气体污染,锌钡白的产率会降低
酸性过强,与BaS溶液混合是可能产生H2S气体污染,锌钡白的产率会降低

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

镁在空气中燃烧除生成MgO外,还可能生成Mg3N2 。某校化学兴趣小组的同学利用镁在空气中燃烧后的固体(不含单质)进行实验,探究其组成。

(1)甲组同学取一定量燃烧后的固体投入水中,得到了一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 的气体,该气体的化学式为           ,说明固体中含有Mg3N2,生成该气体的化学反应方程式为                          

(2)乙组同学为测定Mg3N2含量,用图示装置进行实验,充分反应后再加热A。其中浓硫酸的作用是      ,对A加热的目的是                                       。已知加入的固体质量为4.0g,最终C装置增重ag,则固体中含Mg3N2                           g(用含a的式子表示)。

(3)丙组有的同学认为乙组同学的测定结果偏高,理由是                               

                                                                          。

有的同学认为乙组同学的测定结果偏低,理由是                                   

                                                                         

丙组同学进行了改进,他们将乙组同学实验中得到的难溶固体进行过滤、洗涤、干燥,并

灼烧固体至恒重,测得其质量为4.08g。上述过程中,洗涤沉淀的操作是                 

                                                                          。                

镁在空气中燃烧后生成的固体中Mg3N2的质量分数为             

有一种用铵盐与含镁矿石混合煅烧制取氧化镁的方法,解决了现有方法存在的原料成 本高、项目投资大、能耗高、副产品不好用等问题,其原理是将含镁矿石粉(含氧化镁)与 铵盐混合,经过煅烧、水溶、过滤,得到粗镁盐溶液,并回收煅烧产生的氨。写出用固体(NH42SO4与含镁矿石粉煅烧的化学反应方程式                              

                                                              

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科目:高中化学 来源:2011届安徽省名校高三上学期第一次联考(理综)化学部分 题型:实验题

镁在空气中燃烧除生成MgO外,还可能生成Mg3N2。某校化学兴趣小组的同学利用镁在空气中燃烧后的固体(不含单质)进行实验,探究其组成。
(1)甲组同学取一定量燃烧后的固体投入水中,得到了一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 的气体,该气体的化学式为          ,说明固体中含有Mg3N2,生成该气体的化学反应方程式为                         
(2)乙组同学为测定Mg3N2含量,用图示装置进行实验,充分反应后再加热A。其中浓硫酸的作用是     ,对A加热的目的是                                       。已知加入的固体质量为4.0g,最终C装置增重ag,则固体中含Mg3N2                          g(用含a的式子表示)。

(3)丙组有的同学认为乙组同学的测定结果偏高,理由是                              
                                                                         。
有的同学认为乙组同学的测定结果偏低,理由是                                   
                                                                         
丙组同学进行了改进,他们将乙组同学实验中得到的难溶固体进行过滤、洗涤、干燥,并
灼烧固体至恒重,测得其质量为4.08g。上述过程中,洗涤沉淀的操作是                
                                                                         。                
镁在空气中燃烧后生成的固体中Mg3N2的质量分数为             
(4)有一种用铵盐与含镁矿石混合煅烧制取氧化镁的方法,解决了现有方法存在的原料成 本高、项目投资大、能耗高、副产品不好用等问题,其原理是将含镁矿石粉(含氧化镁)与 铵盐混合,经过煅烧、水溶、过滤,得到粗镁盐溶液,并回收煅烧产生的氨。写出用固体(NH42SO4与含镁矿石粉煅烧的化学反应方程式                              
                                                            

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年广东省肇庆市高三级上学期末统一考试理综化学试卷(解析版) 题型:填空题

锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4= ZnS↓+BaSO4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题。

I.ZnSO4溶液的制备与提纯:

有关资料:a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2

 

(1)滤渣1的化学式为         ;②中使用的氧化剂最好是下列的      (填序号)。

A.Cl2        B.H2O2          C.KMnO4         D.浓HNO3

(2)滤渣2中主要成分的化学式为                    ;为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤        (选填①、②、③、⑤)。

(3)步骤④发生的离子反应方程式为                                      

II.BaS溶液的制备

  

有关数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s) △H1 = -1473.2 kJ•mol1

C(s)+ 1/2O2(g)=CO(g)          △H2 = -110.5 kJ•mol1

Ba(s)+ S(s)=BaS(s)            △H3 = -460 kJ•mol1

(4)若煅烧还原的产物仅为BaS和CO,则其反应的热化学方程式为:

                                                          

Ⅲ.制取锌钡白

    (5)如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量,产生的后果是                           

 

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科目:高中化学 来源:2009-2010学年江苏省镇江市高三(上)期末化学试卷(解析版) 题型:解答题

锌钡白是一种白色颜料.工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓.以下是工业生产流程.请回答有关问题:

Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯有关资料:已知Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等.
(1)②中使用的氧化剂最好是下列的______(填序号),理由是______.
        A.Cl2        B.H2O2          C.KMnO4         D.浓HNO3
(2)写出反应④的离子方程式:______.
(3)为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程中步骤______产生的______可以用于步骤______(其中步骤选填①、②、③、④、⑤).

Ⅱ.BaS溶液的制备
有关数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s);△H=-1473.2kJ?mol-1
C(s)+-O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ?mol-1
Ba(s)+S(s)=BaS(s);△H=-460kJ?mol-1
重晶石(BaSo4)矿粉、煤粉BaS+CO↑BaS溶液
(4)煅烧还原的热化学方程式为:______.
(5)经检验BaS的水溶液呈碱性,原因是(用离子方程式表示)______.

Ⅲ.制取锌钡白
(6)Ⅰ中步骤⑤使用硫酸的量要适当,如果所得溶液的酸性过强,产生的后果是______.

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