[化学——选修2：化学与技术]聚合硫酸铁（PFS）是谁处理中重要的絮凝剂，下图是以回收废铁...

[化学——选修2：化学与技术]

聚合硫酸铁（PFS）是谁处理中重要的絮凝剂，下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

回答下列问题

（1）废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分为_________。粉碎过筛的目的是_______

（2）酸浸时最合适的酸是_____，写出铁锈与酸反应的离子方程式_____________________。

（3）反应釜中加入氧化剂的作用是_________，下列氧化剂中最合适的是____________（填标号）。

A．KMnO4　　　　　 B．　　　　　 C．　　　　 D．

（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内，pH偏小时Fe3+水解程度弱，pH偏大时则_______。

（5）相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是______。

（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为（n为物质的量）。为测量样品的B值，取样品mg，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用c的标准NaOH溶液进行中和滴定（部分操作略去，已排除铁离子干扰）。到终点时消耗NaOH溶液V mL。按照上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液，已知该样品中Fe的质量分数w，则B的表达式为__________

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[化学——选修2：化学与技术]聚合硫酸铁（PFS）是水处理中重要的絮凝剂，下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

回答下列问题

（1）废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分为_________。粉碎过筛的目的是_______。

（2）酸浸时最合适的酸是_____，写出铁锈与酸反应的离子方程式_____________________。

（3）反应釜中加入氧化剂的作用是_________，下列氧化剂中最合适的是____________（填标号）。

a．KMnO4b．c．d．

（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。pH偏小时Fe3+水解程度弱，pH偏大时则_______。

（5）相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是______。

（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为（n为物质的量）。为测量样品的B值，取样品mg，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用c的标准NaOH溶液进行中和滴定（部分操作略去，已排除铁离子干扰）。到终点时消耗NaOH溶液V mL。按照上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液，已知该样品中Fe的质量分数w，则B的表达式为__________。

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PFS是水处理中重要的絮凝剂,下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是__________；PFS中铁元素的化合价为__________；在酸浸槽中,为了提高浸出率，可以采取的措施有_________（写两条）。

(2)若废铁属含有较多铁锈（Fe2O3·xH2O），则酸浸时反应的化学方程式有_____________。

(3)如果反应釜中用H2O2作氧化剂，则反应的离子方程式为________；生产过程中，发现反应釜中产生了大量的气体，且温度明显升高，其原因可能是___________。

(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。如果溶液酸性过强，造成的后果是________。如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。若溶液中Fe3+的浓度为1mol·L-1，当Fe3+开始沉淀时，涪液的pH约为_________。［已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10-39］。

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PFS是水处理中重要的絮凝剂,下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是__________；PFS中铁元素的化合价为__________；在酸浸槽中,为了提高浸出率，可以采取的措施有_________（写两条）。

(2)若废铁属含有较多铁锈（Fe2O3·xH2O），则酸浸时反应的化学方程式有_____________。

(3)如果反应釜中用H2O2作氧化剂，则反应的离子方程式为________；生产过程中，发现反应釜中产生了大量的气体，且温度明显升高，其原因可能是___________。

(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。如果溶液酸性过强，造成的后果是________。如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。若溶液中Fe3+的浓度为1mol·L-1，当Fe3+开始沉淀时，涪液的pH约为_________。［已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10-39］。

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聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂，以废铁屑为原料制备PFS的具体工艺流程如下：

下列说法错误的是

A. 步骤①，粉碎的目的是为了增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率

B. 步骤④，加稀硫酸调节pH在一定的范围内，让Fe3+部分水解形成碱式盐

C. 步骤⑤，减压蒸发，有利于降低水的沸点防止产物分解

D. 步骤③，可以选择双氧水、氯气等氧化剂将Fe2+转化成Fe3+

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聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂，以废铁屑为原料制备PFS的具体工艺流程如下：

下列说法不正确的是

A. 步骤①，粉碎的目的是为了增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率

B. 步骤③，可以选择双氧水、氯气等氧化剂将Fe2+转化成Fe3+

C. 步骤④，加稀硫酸调节pH在一定的范围内，让Fe3+部分水解形成碱式盐

D. 步骤⑤，减压蒸发，有利于降低水的沸点防止产物分解

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聚合硫酸铁（PFS）是水处理中重要的絮凝剂，以废铁屑为原料制备PFS的具体工艺流程如下：

下列说法不正确的是（　　 ）

A. 步骤①，粉碎的目的是增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率

B. 步骤③，可选用H2O2、Cl2、KMnO4等氧化剂将Fe2+转化为Fe3+

C. 步骤④，加稀硫酸调节pH在一定范围内，若pH偏小则Fe3+水解程度太弱，若pH偏大时则形成Fe(OH)3沉淀

D. 步骤⑤，减压蒸发，有利于降低蒸发温度防止产物分解

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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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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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