Question

【題目】電力工業(yè)所需的鋼制構件在鍍鋅前需要經過酸洗，其基本原理是用鹽酸除去其表面的Fe2O3·H2O及FeO等雜質。回收廢酸同時生產含鐵產品的流程如下：

已知：i．酸洗鋼制構件后得到廢酸的主要成分如下表所示。

ii pH <4時，Fe2+不易被氧氣氧化。

(1)酸洗鋼制構件時發(fā)生反應的離子方程式：2H++ FeO=Fe2++H2O、_______________。

(2)過程II中，發(fā)生的主要反應：FeCl2(s)十H2SO4(aq) FeSO4(s)+2HCl( aq)。

①加入過量H2SO4的作用是_____________（至少寫出兩點）。

②用化學平衡原理解釋鼓入空氣的目的：_____________。

(3)過程III中，FeSO4隔絕空氣焙燒得到的尾氣中含有兩種可用于生產硫酸的氧化物，此過程發(fā)生反應的化學方程式是_________________。

(4)過程IV發(fā)生反應的離子方程式是____________________。

(5)過程V:陰離子交換樹脂可將FeCl4-選擇性吸附分離，其過程可表示為ROH +X- RX +OH-。當樹脂吸附飽和后可直接用水洗滌樹脂進行脫附，同時脫附過程發(fā)生反應：FeCl4- Fe3+ +4C1-。

①吸附后溶液酸性下降的原因是_______________。

②洗脫液中主要含有的溶質是______________。

Answer 1

【答案】 6H++Fe2O3·H2O+Fe==3Fe2++4H2O 抑制Fe2+水解：防止pH >4時，Fe2+被氧氣氧化：提供H+利于HC1氣體的逸出；提供SO42-利于FeSO4固體析出（答出以上任意兩點即可） 空氣帶走HCl氣體，促進平衡FeCl2(s)+H 2SO4(aq)FeSO4(s)+2HCl(aq)向正反應方向移動，有利于FeSO4固體的析出 2Fe2++ H2O2+8Cl-+ 2H+==2FeCl4-+2H2O 利用陰離于空換樹脂進行吸附時，樹脂上的OH-被交換下來進入吸附后溶液； FeCl3和HC1

【解析】(1)Fe2O3·2H2O溶解于稀鹽酸生成氯化鐵，鐵再與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，而FeO溶解于稀鹽酸生成氯化亞鐵，發(fā)生反應的離子方程式為2H++ FeO=Fe2++H2O、6H++Fe2O3·H2O=2Fe3++4H2O、2Fe3++Fe==3Fe2+，后二個反應可寫總反應式為；6H++Fe2O3·H2O+Fe==3Fe2++4H2O；

(2)①過程II中溶液中的Fe2+易水解、易氧化，則加入過量H2SO4是為了抑制Fe2+水解；防止pH >4時，Fe2+被氧氣氧化：提供H+利于HC1氣體的逸出；提供SO42-利于FeSO4固體析出等；

②過程II中利用不斷通入的空氣帶走HCl氣體，促進平衡FeCl2(s)+H 2SO4(aq)FeSO4(s)+2HCl(aq)向正反應方向移動，有利于FeSO4固體的析出；

(3)過程III中，FeSO4隔絕空氣焙燒得到的尾氣中含有兩種可用于生產硫酸的氧化物，說明有SO2和SO3氣體生成，可知部分S發(fā)生了還原反應，則+2價Fe應被氧化為+3價，即有Fe2O3生成，故FeSO4隔絕空氣焙燒過程發(fā)生反應的化學方程式是2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2↑；

(4)過程IV是酸性條件下用H2O2氧化Fe2+得到2FeCl4-，發(fā)生反應的離子方程式是2Fe2++ H2O2+8Cl-+ 2H+==2FeCl4-+2H2O；

(5)①根據 ROH +X- RX +OH-可知，利用陰離于空換樹脂進行吸附時，樹脂上的OH-被交換下來進入吸附后溶液，中和溶液中的H+，使溶液酸性下降；

②水洗后，根據FeCl4- Fe3+ +4C1-可知，最終溶液中主要含有的溶質是FeCl3和HC1。