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硼(B)及其化合物在工业上有许多用途.以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和难溶性SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:已知:①Mg2B2O5
题目详情
硼(B)及其化合物在工业上有许多用途.以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和难溶性SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
已知:①Mg2B2O5•H2O+2H2SO4═2MgSO4+2H3BO3
②CaSO4微溶于水
③H2O2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+
④Fe3+、Fe2+、Al3+以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时的pH如表:
请回答下列问题:
(1)利用___(填物质名称)的磁性,可将该物质直接从“铁硼矿粉”中分离.
(2)酸浸时,矿粉中的金属氧化物会和酸反应,试写出Fe2O3酸浸时的化学反应方程式.___
(3)为了提高浸出速率(即加快反应速率),除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有___(写出一条).
(4)操作a为___,“浸渣”中含有CaSO4和___(填物质化学式).
(5)“净化除杂”需先加H2O2溶液,然后再调节溶液的pH约为5,目的是___.
(6)制得的粗硼酸中的主要杂质为___(填物质化学式).
已知:①Mg2B2O5•H2O+2H2SO4═2MgSO4+2H3BO3
②CaSO4微溶于水
③H2O2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+
④Fe3+、Fe2+、Al3+以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时的pH如表:
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Fe3+ | 1.14 | 3.0 |
Fe2+ | 5.85 | 8.35 |
Al3+ | 3.0 | 4.7 |
(1)利用___(填物质名称)的磁性,可将该物质直接从“铁硼矿粉”中分离.
(2)酸浸时,矿粉中的金属氧化物会和酸反应,试写出Fe2O3酸浸时的化学反应方程式.___
(3)为了提高浸出速率(即加快反应速率),除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有___(写出一条).
(4)操作a为___,“浸渣”中含有CaSO4和___(填物质化学式).
(5)“净化除杂”需先加H2O2溶液,然后再调节溶液的pH约为5,目的是___.
(6)制得的粗硼酸中的主要杂质为___(填物质化学式).
▼优质解答
答案和解析
(1)由于四氧化三铁有磁性所以对应的矿石叫磁铁矿,所以可以利用四氧化三铁的磁性,可将该物质直接从“铁硼矿粉”中分离.
(2)酸浸时,矿粉中的金属氧化物会和酸反应,Fe2O3酸浸时是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,对应的化学反应方程式为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
(3)为了提高浸出速率(即加快反应速率),除适当增加硫酸浓度外,由于接触面积越大反应越快,所以可以将矿石粉碎.同时温度越高,反应越快,所以也可以加热加速反应的进行.所以可采取的措施有粉碎矿石或者加热等.
(4)操作a是固液分离,为过滤.“浸渣”中含有氧化钙和硫酸反应生成的CaSO4以及原物质含有的不溶于硫酸的 SiO2.
(5)“净化除杂”需先加H2O2溶液,然后再调节溶液的pH约为5,目的是将亚铁离子转化为铁离子,进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀.
(6)由于过程加入了硫酸进行酸浸以及调节pH用到氢氧化钠,制得的粗硼酸中的主要杂质为 Na2SO4.
故答案为:
(1)四氧化三铁.
(2)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
(3)粉碎矿石或者加热等(写出一条).
(4)过滤; SiO2.
(5)将亚铁离子转化为铁离子,进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀.
(6)Na2SO4.
(1)由于四氧化三铁有磁性所以对应的矿石叫磁铁矿,所以可以利用四氧化三铁的磁性,可将该物质直接从“铁硼矿粉”中分离.
(2)酸浸时,矿粉中的金属氧化物会和酸反应,Fe2O3酸浸时是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,对应的化学反应方程式为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
(3)为了提高浸出速率(即加快反应速率),除适当增加硫酸浓度外,由于接触面积越大反应越快,所以可以将矿石粉碎.同时温度越高,反应越快,所以也可以加热加速反应的进行.所以可采取的措施有粉碎矿石或者加热等.
(4)操作a是固液分离,为过滤.“浸渣”中含有氧化钙和硫酸反应生成的CaSO4以及原物质含有的不溶于硫酸的 SiO2.
(5)“净化除杂”需先加H2O2溶液,然后再调节溶液的pH约为5,目的是将亚铁离子转化为铁离子,进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀.
(6)由于过程加入了硫酸进行酸浸以及调节pH用到氢氧化钠,制得的粗硼酸中的主要杂质为 Na2SO4.
故答案为:
(1)四氧化三铁.
(2)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
(3)粉碎矿石或者加热等(写出一条).
(4)过滤; SiO2.
(5)将亚铁离子转化为铁离子,进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀.
(6)Na2SO4.
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