聚合硫酸铁（PFS）是一种高效的无机高分子絮凝剂。某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣（有效成分为...

聚合硫酸铁(PFS) 是一种高效的无机高分子絮凝剂。某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣 (有效成分为Fe2O3和Fe3O4) 制备PFS，其工艺流程如下图所示。

（1）“还原焙烧”过程中，CO还原Fe3O4生成FeO的热化学方程式为___________________________。

已知：Fe3O4(s)+C(s)=3FeO(s)+CO(g)　 ΔH1= 191.9kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g)　　　 ΔH2=-393.5kJ·mol-1

C(s)+CO2(g) =2CO(g)　　 ΔH3= 172.5kJ·mol-1

（2）CO是“还原焙烧" 过程的主要还原剂。下图中，曲线表示4个化学反应a、b、c、d达到平衡时气相组成和温度的关系，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域。a属于_________（填“吸热反应”或“放热反应”）；570℃时，d反应的平衡常数K=_________________。

（3）工业上，“还原培烧”的温度一般控制在800℃左右，温度不宜过高的理由是____________________。

（4）若“酸浸”时间过长，浸出液中Fe2+含量反而降低，主要原因是___________________________。

（5）已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-17, Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,若浸出液中c(Fe2+) =10-1.8mol·L-1，为避免“催化氧化”过程中产生Fe(OH)3，应调节浸出液的pH≤_____________。

（6）FeSO4溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe(OH)SO4，该反应的离子方程式为_________________________。“催化氧化”过程用NaNO2作催化剂（NO起实质上的催化作用）时，温度与Fe2+转化率的关系如右图所示（反应时间相同），Fe2+转化率随温度的升高先上升后下降的原因是_______________________________。

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聚合硫酸铁( PFS)是一种高效的无机高分子絮凝剂。某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣（有效成分为Fe2O3和Fe3O4）制备PFS，其工艺流程如下图所示。

(1)“还原焙烧”过程中，CO还原Fe3O4生成FeO的热化学方程式为__ 。

已知：

(2) CO是“还原焙烧”过程的主要还原剂。下图中，曲线表示4个化学反应a、b、c、d达到平衡时气相组成和温度的关系，I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是Fe2O3. Fe3O4. FeO、Fe稳定存在的区域。a属于____（填

“吸热反应”或“放热反应”）；570℃时，d反应的平衡常数K=______。

(3)工业上，“还原焙烧”的温度一般控制在800℃左右，温度不宜过高的理由是____。

(4)若“酸浸”时间过长，浸出液中Fe2+含量反而降低，主要原因是_____ 。

(5)已知若浸出液中,为避免“催化氧化”过程中产生Fe(OH)3，应调节浸出液的pH≤___。

(6) FeS04溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe(OH)SO4，该反应的离子方程式为____。“催化氧化”过程用NaNO2作催化剂（NO起实质上的催化作用）时，温度与Fe2+转化率的关系如右图所示（反应时间相同），Fe2+转化率随温度的升高先上升后下降的原因是 __。

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聚合硫酸铁（PFS）是一种高效的无机高分子絮凝剂。某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣（有效成分为 Fe2O3 和 Fe3O4）制备 PFS，其工艺流程如下图所示。

（1）CO是“还原焙烧”过程的主要还原剂。下图中，曲线表示 4 个化学反应 a、b、c、d 达到平衡时气相组成和温度的关系，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是 Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe 稳定存在的区域。a属于__________（填“吸热反应”或“放热反应”）；570℃时，d 反应的平衡常数 K=___________________。

（2）800℃，混合气体中CO2的体积分数为40％时，Fe2O3用CO还原焙烧过程中发生的主要的化学反应方程式：________________________________________________

（3）若“酸浸”时间过长，浸出液 Fe2+含量反而降低，主要原因是___________________。

（4）已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-17，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39。若浸出液中c(Fe3+) = 10-1.8mol·L-1，为避免“催化氧化”过程中产生副产物 Fe(OH)3，应调节浸出液的 pH≤___________。

（5）FeSO4 溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe(OH)SO4 ，该反应的离子方程式_____________________________________.　　　　　

（6）“催化氧化”过程中，用 NaNO2 作催化剂（NO 起实质上的催化作用）时，温度与Fe2+转化率的关系如右图所示（反应时间相同），Fe2+ 转化率随温度的升高先上升后下降的原因是___________________________________________.

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[s1] 用硫铁矿烧渣（主要成分为铁的氧化物和少量SiO₂）为原料制取无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁（PFS）的实验流程如下：

（1）实验室用18．4 mol·L^-1的浓硫酸配制250 mL4．8 mol·L^-1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需________。

（2）滤渣的主要化学成分是________

（3）向溶液X中加入过量的铁粉后过滤，滤液经浓缩、结晶可制得绿矾，加入铁粉后发生的主要反应的离子方程式为________。

（4）溶液Y的pH影响产品中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法是。若溶液Y的pH偏小，所得PF、S中铁的质量分数将偏________（填“高”或“低”）。

[s1]16．

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硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。实验步骤如下：

（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有____________。

(a) 容量瓶　　　　　　　　 　　 (b) 烧杯　　　　　　　　　　 　　 (c) 烧瓶

（2）步骤II取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是____________。

(a) 控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比　　　　　 　　 (b) 确定下一步还原所需铁的量

(c) 确定氧化Fe2+所需NaClO3的量　　　　　 　　 (d) 确保铁的氧化物酸溶完全

（3）用NaClO3氧化时反应方程式如下：6FeSO4 + NaClO3 + 3H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + NaCl + 3H2O

若改用HNO3氧化，则反应方程式如下6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + NO↑ + 4H2O

已知1mol HNO3价格0.16元、1mol NaClO3价格0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的得弊，利是____________________，弊是________________________。聚合硫酸铁溶液中SO42¯与Fe3+物质的量之比不是3:2。根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42¯与Fe3+物质的量之比。

（4）测定时所需的试剂____________。

(a) NaOH　　 　　 (b) FeSO4　　 (c) BaCl2　　 (d) NaClO3

（5）需要测定____________和____________的质量（填写化合物的化学式）。

（6）选出测定过程中所需的基本操作____________（按操作先后顺序列出）。

(a) 萃取、分液　　　　　 　　 (b) 过滤、洗涤　　　　　 　　 (c) 蒸发、结晶

(d) 冷却、称量　　　　　 　　 (e)烘干或灼烧

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水是一种重要的自然资源，水质优劣直接影响人体健康，水处理技术在生产、生活中应用广泛。聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)和废铁屑为原料制取聚合硫酸铁([Fe2(OH)x(SO4)3-]m)的工艺流程如图：

(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有______(填标号）。

a.容量瓶　　　 b.烧杯　　　　 c.玻璃棒　　　 d.分液漏斗

(2)废铁屑表面附有铁锈，铁锈的主要成分为______，步骤③的具体实验操作有____。

(3)水解、聚合要严控pH和温度。pH偏小时Fe3+水解程度弱，pH偏大时则______。写出水解、聚合反应生成PFS的化学方程式：_________。

(4)步骤⑥相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是_________。

(5)污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质能作为沉淀剂的是_______（填标号）。

a.氨水　　 b.硫化氢气体　　 c.硫酸钠溶液　　 d.纯碱溶液

(6)硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.5×10-3mol/L，c(Mg2+)=6.4×10-4mol/L，则此水的硬度为______。

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聚合硫酸铁（简称PFS或聚铁）是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制取聚合硫酸铁（）的工艺流程如下：

（1）酸浸时最合适的酸是_____（写化学式）。

（2）酸浸后溶液中主要的阳离子有_____。

（3）加入KClO3的目的是_____________________________（结合离子方程式说明）。

（4）过程a中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合。将下列水解反应原理的化学方程式补充完整。

_____Fe2(SO4)3+_____H2O______Fe2(OH)x(SO4)3-+ _____ ______

（5）过程a中水解要严控pH的范围。pH偏小或偏大聚合硫酸铁的产率都会降低，请解释原因__________。

（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，通常盐基度越高，絮凝效果越好。盐基度B的表达式：（n为物质的量）。为测量聚合硫酸铁的盐基度，进行如下实验操作：

ⅰ.取聚合硫酸铁样品m g，加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，再加入KF溶液屏蔽Fe3+，使Fe3+不与OH－反应。然后以酚酞为指示剂，用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V mL。

ⅱ.做空白对照实验，取与步骤ⅰ等体积等浓度的盐酸，以酚酞为指示剂，用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V0 mL。

①该聚合硫酸铁样品中n(OH－) ＝_________mol。

②已知该样品中Fe的质量分数w，则盐基度B＝_______________。

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工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2）为原料制备高档颜料﹣﹣铁红（Fe2O3），具体生产流程如下：

试回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ若用稀硫酸，则Fe3O4发生反应的离子反应方程式为__________；

（2）实验室实现“步骤Ⅰ”中分离操作所用的玻璃仪器有__________________；步骤Ⅲ中应选用_____试剂调节溶液的pH（填字母编号）．

A．稀硝酸　　 B．氢氧化钠溶液　　　 C．高锰酸钾溶液　　　 D．氨水

（3）步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是_____________________；

（4）煅烧过程中发生反应的化学反应方程式为___________________；

（5）步骤Ⅳ中，FeCO3达到沉淀溶解平衡时，若室温下测得溶液的pH为9.5，c（Fe2+）=1×10﹣6 mol/L．试判断所得的FeCO3中是否含有Fe（OH）2，请通过简单计算说明理由_________________．（已知：Ksp[Fe（OH）2]=4.9×10﹣17）．

（6）欲测定硫铁矿矿渣中Fe元素的质量分数，称取5.6 克样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤，向滤液中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体4.2克，测得该样品中Fe元素的质量分数为_______________（保留三位有效数字）．

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聚合硫酸铁简称聚铁[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m(n>2，m≤10)，是一种高效的无机高分子混凝剂、净水剂。实验室利用硫酸亚铁制取聚合硫酸铁的主要流程如图：

（1）FeSO4溶液显弱酸性的原因是_____(用离子方程式表示)。

（2）加入浓硫酸调节pH的作用是：①_____；②_____。

（3）写出加入H2O2发生反应的离子方程式：_____。

（4）测定聚铁中含铁量的方法为把聚铁溶于过量酸中，先用过量的SnCl2将Fe3+还原成Fe2+，再加入HgCl2溶液除去过量的SnCl2，然后用标准的K2Cr2O7溶液(先加入几滴试亚铁灵指示剂)滴定溶液中的Fe2+。此过程发生的部分反应为：Sn2++2Hg2++8Cl-=Hg2Cl2↓+SnCl6，Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

①用HgCl2除去过量的SnCl2的目的是_____。

②称取聚铁质量为10.00g配成100.0mL溶液，取出20.00mL，经上述方法处理后，用0.1000mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定。达到终点时，消耗K2Cr2O7标准溶液12.80mL。则聚铁中铁元素的质量分数为_____%。

（5）某高效净水剂是由K2FeO4得到的，工业上以硫酸铁溶液、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K2FeO4，该反应的化学方程式是_____。

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