内容正文:
专项提能特训(2) 与铁相关的工艺流程
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1.为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O===15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应,下列叙述不正确的是( )
B
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A.第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
B.检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择KMnO4溶液或K3[Fe(CN)6]溶液
C.在第Ⅳ步通入空气引起溶液pH降低的原因是Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生 H+
D.反应FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O===15FeSO4+8H2SO4中1 mol FeS2反应转移14 mol电子
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2.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:
下列叙述错误的是( )
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
D
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3.用已被部分氧化的金属屑A制备某工业常用的无水盐C的步骤如下:
C溶于水,向其中滴入NaOH溶液,出现白色沉淀,后逐渐变成红褐色,下列判断正确的是( )
A.过滤所得的残渣中一定没有金属A
B.滤液可能是CuSO4溶液或MgSO4溶液
C.水合盐B可能是FeSO4·7H2O
D.无水盐C可能是Fe2(SO4)3
C
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4.氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:
回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是________;操作Ⅱ的名称是________;操作Ⅱ的方法为________________。
(2)请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式:______________________________。
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5.高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
湿法 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
干法 Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
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(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示。
①反应Ⅰ的化学方程式为____________________________________________。
②加入饱和KOH溶液的目的是__________________________________________。
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(2)干法制备K2FeO4的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,如图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出的高铁电池的优点有________________________。
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答案:(1)①2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
②增大K+浓度,促进K2FeO4晶体析出
(2)3∶1 (3)放电时间长;工作电压稳定
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解析:(1)从流程图中可知经操作Ⅰ后得到滤渣,故该操作是过滤;操作Ⅱ是在得到FeCO3沉淀后进行的,故该操作是洗涤;洗涤的具体操作为向漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀,待蒸馏水自然流下,重复数次。
(2)从流程图中分析,生成FeCO3沉淀的离子反应为Fe2++2HCOeq \o\al(-,3)===FeCO3↓+CO2↑+H2O。
答案:(1)过滤 洗涤 向漏斗中加入适量蒸馏水至浸没沉淀,待蒸馏水自然流下,重复数次 (2)Fe2++2HCOeq \o\al(-,3)===FeCO3↓+CO2↑+H2O
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