高纯氧化铁是现代电子工业的重要材料。以下是用硫酸厂产生的烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁(软磁a-Fe2O3)的生产流程
16.酸浸时,常需将烧渣粉碎、并加入过量H2SO4,其目的是 ;滤渣的主要成分为 (填化学式)。
17.加入FeS2时,发生反应②的离子方程式为 。
18.加入NH4HCO3目的是 。“沉淀”时,pH不宜过高,否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是 。检验FeCO3是否洗涤干净的方法是 。
19.煅烧时,发生反应④的化学方程式为 。
提高铁元素的浸出率,同时抑制铁离子的水解 ;SiO2
烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2),酸浸时Fe2O3、Fe3O4、FeO能与稀硫酸反应得到Fe2+、Fe3+,酸浸时,常需将烧渣粉碎,通过增大接触面积,提高铁元素的浸出率,因亚铁离子、铁离子都易水解呈酸性,通过加入过量H2SO4,抑制铁离子的水解,SiO2不能与稀硫酸反应,因此酸浸、过滤后滤渣主要成分为SiO2,
故答案为:提高铁元素的浸出率,同时抑制铁离子的水解;SiO2;
将烧渣粉碎、并加入过量H2SO4,目的是提高铁元素的浸出率,同时抑制铁离子的水解,酸浸时Fe2O3、Fe3O4、FeO能与稀硫酸反应得到Fe2+、Fe3+,SiO2不能与稀硫酸反应;
混淆过量硫酸的作用
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
滤液中加入FeS2将Fe3+还原为Fe2+,-1价的硫被氧化成+6价的硫,FeS2~SO42-,失去14e-,Fe3+~Fe2+,得到e-,最小公倍数为14,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,离子反应方程式为:FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+,
故答案为:FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+;
滤液中加入FeS2将Fe3+还原为Fe2+,-1价的硫被氧化成+6价的硫,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒书写离子反应方程式;
氧化还原方程式的配平
中和溶液中的酸,调节溶液的pH,使Fe2+全部转化为FeCO3 ;Fe(OH)2 ; 取最后一次洗涤液少量放入试管,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,若无沉淀生成,说明洗涤干净。
NH4HCO3能和酸反应硫酸铵和二氧化碳,同时能调节溶液的PH,使Fe2+全部转化为FeCO3,二价铁离子在pH值为7.6左右转化为氢氧化亚铁沉淀,所以制备FeCO3应控制溶液pH不宜过高,否则会产生氢氧化铁沉淀;过滤得碳酸亚铁,滤液中有硫酸铵,所以检验FeCO3是否洗净,就是检验洗涤滤液中是否有硫酸根离子,所以操作为取最后一次洗涤滤液,滴加盐酸酸化排除碳酸根离子的干扰,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,若无沉淀生成,说明洗涤干净,
故答案为:中和溶液中的酸,调节溶液的pH,使Fe2+全部转化为FeCO3;Fe(OH)2;取最后一次洗涤液少量放入试管,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,若无沉淀生成,说明洗涤干净;
加入NH4HCO3目的是中和溶液中的酸,调节溶液的pH,使Fe2+全部转化为FeCO3,二价铁离子在pH值为7.6左右转化为氢氧化亚铁沉淀;过滤得碳酸亚铁,滤液中有硫酸铵,所以检验FeCO3是否洗净,就是检验洗涤滤液中是否有硫酸根离子,检验硫酸根离子需排除碳酸根离子的干扰;
Fe2+在pH值较高时会转化为氢氧化亚铁沉淀
4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
根据流程可知煅烧后的产物为二氧化碳,同时得到氧化铁,则生成物为Fe2O3、CO2,反应物为碳酸盐和氧气,所以化学反应方程式为:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2,
故答案为:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
根据流程可知煅烧后的产物为二氧化碳,同时得到氧化铁,根据原子守恒书写化学反应方程式.
氧化还原产物的判断