Question

【題目】實驗室以蛇紋石酸浸出液主要含，還有一定量的、、、等為原料制備高純氧化鐵，流程如圖1：

已知流程中相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如表：

氫氧化物
開始沉淀的pH
沉淀完全的pH

已知：在該溫度下，Ksp（CaF2）=2.0×10-10 Ksp（MnF2）=5.0×10-3 Ksp（MgF2）=7.4×10-11

（1）“還原”時，應選擇______填字母．

A.Zn粉溶液粉

（2）“濾渣”的主要成分除含有少量外，還含有______填化學式．

（3）“沉錳”時，已知：為確保沉錳完全即溶液中，應保持溶液中______．

（4）“除鋁”時，控制溶液pH的范圍為_____________

（5）“氧化”時，常用酸性溶液檢測是否殘留未被氧化的金屬離子，該反應的離子方程式為__________

（6）“沉鐵”時，反應溫度為條件下，反應時間和反應終點pH對鐵的沉淀率的影響分別如圖2所示，則最佳的工藝條件是______．

Answer 1

【答案】C 、 反應時間30min、終點

【解析】

蛇紋石酸浸出液（主要含Fe3+，還有一定量的Al3+、Mn2+、Ca2+、Mg2+等）加入鐵粉還原鐵離子為亞鐵離子，加入NaF過濾Ca2+、Mg2+，濾渣為CaF2、MgF2和少量MnF2，濾液為Na+、Fe2+、Al3+、Mn2+，加入硫化鈉沉淀錳，過濾，濾液為Na+、Fe2+、Al3+，加入氨水調節(jié)pH為5.0～5.8沉淀鋁離子，過濾，向濾液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，再加入氨水沉淀鐵離子為氫氧化鐵，過濾、洗滌、干燥、煅燒得到氧化鐵，據(jù)此分析解答。

（1）試劑X還原鐵離子，不引入雜質，選擇鐵粉為佳，故答案為：C；

（2）加入NaF沉淀Ca2+、Mg2+，濾渣為CaF2、MgF2和少量MnF2；

（3）已知：Ksp(MnS)=4.65×1014，為確保沉錳完全[即溶液中c(Mn2+)<1.0×106mol·L1]，則；

（4）根據(jù)表中可知，鋁離子沉淀完全，但亞鐵離子不能沉淀，故pH的范圍應為：5.05.8；

（5）用酸性K2Cr2O7溶液檢測是否殘留未被氧化的Fe2+，Fe2+被氧化為Fe3+，Cr元素被還原為Cr3+，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒以及溶液呈酸性可知離子反應為：；

（6）根據(jù)圖2可知，反應時間30min、終點pH=3.5時，鐵的沉淀率較高，時間增長，pH增大，鐵的沉淀率變化不大，故答案為：反應時間30min、終點pH=3.5。