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某科研人员设计出将硫酸渣(主要成分Fe2O3,含有少量的SiO2等杂质)再利用的流程.如图1的流程中的滤液经过多次循环后用来后续制备氧化铁粉末.(1)为了加快反应①的反应速率,可采
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更新时间:2024-04-27 00:09:21
问题描述:

某科研人员设计出将硫酸渣(主要成分Fe2O3,含有少量的SiO2等杂质)再利用的流程.如图1的流程中的滤液经过多次循环后用来后续制备氧化铁粉末.

(1)为了加快反应①的反应速率,可采用的措施是___.(写出一点即可)

(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+.在温度T1、T2(T1>T2)

下进行该反应,通过检测相同时间内溶液的pH,绘制pH随时间

的变化曲线如图2所示.得出结论:该反应的温度不宜过高.

①通入SO2气体“还原”时,试解释pH下降的原因是___.

②相同时间内,T1温度下溶液的pH更高的原因是___.

(3)该流程中循环使用的物质是___.

(4)为测定反应①后溶液中Fe3+的浓度以控制加入SO2的量.实验步骤为:准确量取20.00ml的反应后溶液,稀释成100mL溶液,取10.00mL溶液,加入足量的KI晶体和2~3滴淀粉溶液,用0.50mol/L的Na2S2O3溶液与碘反应,当反应恰好完全进行时,共消耗Na2S2O3溶液20.00mL.有关反应方程式如下:

2Fe3++2I-=2Fe2++I2; 2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

试计算原溶液中Fe3+的物质的量浓度(写出计算过程).

董颖颖回答:
  (1)结合影响反应速率的因素,固体在酸溶时,可通过固体粉碎、升高温度、搅拌、提高硫酸的浓度来提高反应速率,   故答案为:将硫酸渣粉碎、适当增大硫酸的浓度、升高温度、搅拌等;   (2)①Fe3+将SO2的水溶液(H2SO3)氧化为H2SO4,故溶液的pH会逐渐减少,也就是溶液的酸性增强,   故答案为:Fe3+将SO2的水溶液(H2SO3)氧化为H2SO4;                 ②温度升高,可以加快反应速率,但气体的溶解度却减小了,参加反应的SO2的量减少,故相同时间内,T1温度下溶液的pH更高,   故答案为:温度过高,SO2的溶解度下降;   (3)从流程图中可看出,可循环利用的物质是H2SO4,   故答案为:H2SO4;   (4)由反应式可得关系:Fe3+~Na2S2O3,n(Fe3+)=n(Na2S2O3)=20.00×10-3 L×0.50mol/L×10=0.1 mol,   ∴c(Fe3+)=0.1mol20.00×10 
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