现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。高纯氧化铁可作现代电子工业的材料,以下是以硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备
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现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。高纯氧化铁可作现代电子工业的材料, 以下是以硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁(软磁αFe2O3)的生产流程示意图:
(1)步骤Ⅰ中过滤所得滤渣的主要成分是________。 (2)步骤Ⅱ中加入铁粉的目的是________。 (3)步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH。(4)写出在空气中煅烧FeCO3,制备高纯氧化铁的化学方程式:_______________________。 (5)从滤液C中回收的主要物质的一种用途是_________________________________。 |
答案
(1)SiO2(2)将Fe3+还原为Fe2+ (3)C (4)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2(5)作氮肥 |
解析
(1)将硫铁矿烧渣酸浸后,铁的氧化物溶于酸,酸性氧化物SiO2不与酸反应。(2)在滤液A中加入铁粉后,溶液中的Fe3+可以被还原为Fe2+。(3)加入的物质应是碱,且所选物质不能具有氧化性,以防止将Fe2+氧化为Fe3+。(4)在空气中煅烧FeCO3,二价铁被氧化为三价铁,进一步得到Fe2O3。 |
举一反三
科研、生产中常涉及铁及其化合物 (1)实验室配制FeSO4溶液时,常向溶液中加入的物质有__________________。 (2)高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途,高铁酸钾(K2FeO4)是一种理想的水处理剂,处理水时所起的作用是________________________。 (3)高铁电池是一种新型可充电、能长时间保持稳定放电电压的电池。该电池总反应式为3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,该电池放电时的负极反应式为________,充电时阳极附近溶液的pH________(填“变大”、“不变”或“变小”)。 (4)高炉炼铁过程中发生下列反应: ①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.8 kJ/mol ②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47.2 kJ/mol ③3Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+640.4 kJ/mol 请你写出用CO还原FeO固体制得Fe和CO2的热化学方程式:________________。 |
铜是重要的金属材料。 (1)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜,该反应中氧化剂为________。电解粗铜制取精铜,电解时,阳极材料是________,电解液中必须含有的阳离子是________。 (2)在100 mL 18 mol·L-1浓硫酸中加入过量的铜片,加热使之充分反应,反应中被还原的H2SO4为________mol。 (3)电子工业曾用质量分数为30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板制印刷电路板,为了从使用过的废腐蚀液中回收铜,并重新得到FeCl3溶液,设计如下实验流程。
上述流程中,所加试剂的化学式为:X________,Y________,Z________;第⑥步反应的离子方程式为 ___________________________________________________。 |
铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。 (1)铜可采用如下方法制备: 火法炼铜:Cu2S+O22Cu+SO2 湿法炼铜:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 上述两种方法中,铜元素均被________(填“氧化”或“还原”)成铜单质。 (2)印刷电路板上使用的铜需要回收利用。 方法一:用FeCl3溶液浸泡印刷电路板制备CuCl2·2H2O,实验室模拟回收过程如下:
①证明步骤1所加FeCl3溶液过量的方法是_________________________________。 ②步骤2中所加的氧化剂最适宜的是______________________________________。 A.HNO3 B.H2O2 C.KMnO4 ③步骤3的目的是使溶液的pH升高到4.2,此时Fe3+完全沉淀,可选用的“试剂1”是________。(写出一种即可) ④蒸发浓缩CuCl2溶液时,要滴加浓盐酸,目的是________(用化学方程式并结合简要的文字说明),再经冷却、结晶、过滤,得到CuCl2·2H2O。 方法二:用H2O2和稀硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜时,其热化学方程式是: Cu(s)+H2O2(l)+H2SO4(aq)=CuSO4(aq)+2H2O(l) ΔH1=-320 kJ·mol-1 又知:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)ΔH2=-196 kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-286 kJ·mol-1 则反应Cu(s)+H2SO4(aq)=CuSO4(aq)+H2(g)的ΔH=________。 (3)欲实现反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑,在你认为能实现该转化的装置中的括号内,标出电极材料(填“Cu”或“C”)。
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波尔多液是一种常用的植物杀菌剂,它用硫酸铜、生石灰、水按一定的比例配制而成,是一种天蓝色黏稠状悬浮液体。通常现用现配,你认为下列哪种容器不能用来盛装波尔多液( )。 |
工业上用粗氧化铜(含杂质FeO)为原料制取氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)的生产流程如下:
物质
| Fe(OH)2
| Cu(OH)2
| Fe(OH)3
| 完全沉淀时的pH
| ≥9.6
| ≥6.4
| 3~4
| (1)写出向溶液A中加入NaClO的离子方程式___________________________________。 (2)沉淀C的化学式为________。 (3)实验室如何检验沉淀E已洗涤干净?________。 (4)低温蒸发的目的是______________________________________。 (5)流程中两次加入了CuO,而不是一次性向溶液B中加入过量的CuO,其理由是________________________________________________。 |
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