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解答题-工业流程题 适中0.65 引用1 组卷182
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_______________________________
2018·福建·一模
知识点:化学反应原理综合考查盖斯定律的应用化学平衡常数的有关计算溶度积常数相关计算 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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工业常用硫铁矿煅烧生产硫酸,而硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3)可用来炼铁。
(1)Fe2O3用CO还原培烧的过程中,反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。

(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的; A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)
已知:3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH1=a kJ·mol1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g);ΔH2=b kJ·mol1
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g);ΔH3=c kJ·mol1
①反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH=________kJ·mol1(用含a、b、c表示)。
②800℃时,混合气体中CO2体积分数为40%时,Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为____________
③据图分析,下列说法正确的是______ (填字母)。
a.温度低于570℃时,Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO
b.温度越高,Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高
c.Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率
(2)①一定条件下,用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂可对燃煤烟气回收硫。反应为:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) △H=-270kJ•mol-1
其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图,Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,不考虑催化剂价格因素,选择Fe2O3的主要优点是:______________
②从矿物学资料查得一定条件下自然界存在如下反应:14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4。则5 mol FeS2发生反应,转移电子的物质的量为____
(3)FeS2是Li/ FeS2电池(如图)的正极活性物质。

①FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200℃时以等物质的量连续反应24 h后得到FeS2。写出该反应的离子方程式:________________。。
②Li/FeS2电池的负极是金属Li,电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应为FeS2+4Li=Fe+4Li++2S2。该反应可认为分两步进行:第1步,FeS2+2Li=2Li++FeS22-,则第2步正极的电极反应式为____________
以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制取硫酸,其烧渣可用来炼铁。
(1)煅烧硫铁矿时发生反应:FeS2+O2―→Fe2O3+SO2(未配平)。当产生448 L(标准状况)SO2时,消耗O2的物质的量为____________
(2)Fe2O3用CO还原焙烧的过程中,反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。

(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的;A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)
已知:3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH1=a kJ·mol1
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g);ΔH2=b kJ·mol1
FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g);ΔH3=c kJ·mol1
① 反应Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH=____________kJ·mol1(用含a、b、c的代数式表示)。
②800 ℃时,混合气体中CO2体积分数为40%时,Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为__________________
③ 据图分析,下列说法正确的是___________ (填字母)。
a. 温度低于570℃时,Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO
b. 温度越高,Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高
c. Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率
(3) FeS2是Li/FeS2电池(示意图如图)的正极活性物质。

①FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200 ℃时以等物质的量连续反应24 h后得到FeS2。写出该反应的离子方程式:_______________
②Li/FeS2电池的负极是金属Li,电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应为FeS2+4Li===Fe+4Li+2S2。该反应可认为分两步进行:第1步,FeS2+2Li===2Li+FeS22-,则第2步正极的电极反应式为____________________

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