Question

【題目】鋼制構(gòu)件在鍍鋅前需要經(jīng)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(zhì)。回收廢酸同時(shí)生產(chǎn)含鐵產(chǎn)品的流程如下：

已知：

i．酸洗鋼制構(gòu)件后得到廢酸的主要成分如下表所示。

ii.pH <4時(shí)，Fe2+不易被氧氣氧化。

（1）用離子方程式解釋廢酸中不含Fe3+的原因______________________________。

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

①加入過量H2SO4的作用是__________________________________（寫出一點(diǎn)即可）。

②用化學(xué)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(chǎn)硫酸的氧化物，此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________。

（4）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-（X-表示FeCl4-）。當(dāng)樹脂吸附飽和后可直接用水洗滌樹脂進(jìn)行脫附，同時(shí)脫附過程發(fā)生反應(yīng)：FeCl4-Fe3+ +4C1-。

①吸附后溶液的pH將會_______________。（填“升高”、“降低”或“不變”）

②洗脫液經(jīng)處理后有許多用途，下列用途合理的是_________________。

A、刻蝕印刷銅線路板 B、凈化污水 C、自來水消毒 D、浸泡生物標(biāo)本

Answer 1

【答案】 2Fe3+ + Fe === 3Fe2+ 抑制Fe2+水解；防止pH > 4時(shí)，Fe2+被氧氣氧化；提供H+利于HCl氣體的逸出； 提供SO42-利于FeSO4固體析出 空氣帶走HCl氣體，促進(jìn)平衡FeCl2(s) + H2SO4(aq)FeSO4(s) + 2HCl(aq)向正反應(yīng)方向移動，有利于FeSO4固體的析出 2FeSO4 Fe2O3+ SO2↑+ SO3↑ 升高 AB

【解析】（1）FeO溶解于稀鹽酸生成氯化亞鐵，Fe2O3·H2O溶解于稀鹽酸生成氯化鐵，鐵再與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Fe＝3Fe2+；（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(shí)，Fe2+被氧氣氧化，另外稀硫酸提供H+利于HC1氣體的逸出；同時(shí)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(jìn)平衡FeCl2(s)+H 2SO4(aq)FeSO4(s)+2HCl(aq)向正反應(yīng)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(chǎn)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(yīng)，則+2價(jià)Fe應(yīng)被氧化為+3價(jià)，即有Fe2O3生成，故FeSO4隔絕空氣焙燒過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2↑；（4）①根據(jù) ROH +X－RX +OH－可知，利用陰離子交換樹脂進(jìn)行吸附時(shí)，樹脂上的OH－被交換下來進(jìn)入吸附后溶液，中和溶液中的H+，使溶液酸性下降，pH升高；②水洗后，根據(jù)FeCl4－Fe3+ +4C1－可知，最終溶液中主要含有的溶質(zhì)是FeCl3和HC1。氯化鐵可用于刻蝕印刷銅線路板、凈化污水，但不能用于自來水消毒和浸泡生物標(biāo)本，答案選AB。