Question

【題目】硼(B)及其化合物在工業上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和難溶性SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

已知：①Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3②CaSO4微溶于水

③H2O2溶液可將Fe2+氧化為Fe3+④Fe3+、Fe2+、Al3+以氫氧化物形式開始沉淀和完全沉淀時的pH如下表：

	開始沉淀	完全沉淀
Fe3+	1.14	3.0
Fe2+	5.85	8.35
Al3+	3.0	4.7

請回答下列問題：

(1)利用______(填物質名稱)的磁性，可將該物質直接從“鐵硼礦粉”中分離。

(2)酸浸時，礦粉中的金屬氧化物會和酸反應，試寫出Fe2O3酸浸時的化學反應方程式__________。

(3)為了提高浸出速率(即加快反應速率)，除適當增加硫酸濃度外，還可采取的措施有______(寫出一條)。

(4)操作a為______，“浸渣”中含有CaSO4和______(填物質化學式)。

(5)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，然后再調節溶液的pH約為5，目的是_____。

(6)制得的粗硼酸中的主要雜質為________________(填物質化學式)。

Answer 1

【答案】 四氧化三鐵 Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O 攪拌（或加熱） 過濾 SiO2 將亞鐵離子轉化為鐵離子，使鐵離子和鋁離子完全沉淀 Na2SO4

【解析】（1）根據四氧化三鐵有磁性解答；（2）根據氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鐵和水解答；（3）根據攪拌和加熱可以加快反應速率解答；(4)根據過濾操作解答；根據原物質中含有難溶性SiO2解答；(5)根據H2O2溶液可將Fe2+氧化為Fe3+，進一步將鐵離子和鋁離子通過控制pH為5使之完全沉淀解答；(6)根據酸浸時加入硫酸及調節pH用到氫氧化鈉解答。（1）由于四氧化三鐵有磁性所以對應的礦石叫磁鐵礦，所以可以利用四氧化三鐵的磁性，可將該物質直接從“鐵硼礦粉”中分離；（2）酸浸時，礦粉中的金屬氧化物會和酸反應，Fe2O3酸浸時是氧化鐵和硫酸反應生成硫酸鐵和水，對應的化學反應方程式為：Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；（3）為了提高浸出速率（即加快反應速率），除適當增加硫酸濃度外，還可采取的措施有攪拌（同時溫度越高，反應越快，所以也可以加熱加速反應的進行）；（4）操作a是固液分離，為過濾；“浸渣”中含有氧化鈣和硫酸反應生成的CaSO4以及原物質含有的不溶于硫酸的 SiO2；（5）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，然后再調節溶液的pH約為5，目的是將亞鐵離子轉化為鐵離子，進一步將鐵離子和鋁離子通過控制pH為5使之完全沉淀；（6）由于過程加入了硫酸進行酸浸以及調節pH用到氫氧化鈉，制得的粗硼酸中的主要雜質為 Na2SO4。