Question

【題目】硼(B)及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和難溶性SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

已知：①Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3②CaSO4微溶于水

③H2O2溶液可將Fe2+氧化為Fe3+④Fe3+、Fe2+、Al3+以氫氧化物形式開始沉淀和完全沉淀時(shí)的pH如下表：

	開始沉淀	完全沉淀
Fe3+	1.14	3.0
Fe2+	5.85	8.35
Al3+	3.0	4.7

請(qǐng)回答下列問題：

(1)利用______(填物質(zhì)名稱)的磁性，可將該物質(zhì)直接從“鐵硼礦粉”中分離。

(2)酸浸時(shí)，礦粉中的金屬氧化物會(huì)和酸反應(yīng)，試寫出Fe2O3酸浸時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式__________。

(3)為了提高浸出速率(即加快反應(yīng)速率)，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有______(寫出一條)。

(4)操作a為______，“浸渣”中含有CaSO4和______(填物質(zhì)化學(xué)式)。

(5)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是_____。

(6)制得的粗硼酸中的主要雜質(zhì)為________________(填物質(zhì)化學(xué)式)。

Answer 1

【答案】 四氧化三鐵 Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O 攪拌（或加熱） 過濾 SiO2 將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，使鐵離子和鋁離子完全沉淀 Na2SO4

【解析】（1）根據(jù)四氧化三鐵有磁性解答；（2）根據(jù)氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水解答；（3）根據(jù)攪拌和加熱可以加快反應(yīng)速率解答；(4)根據(jù)過濾操作解答；根據(jù)原物質(zhì)中含有難溶性SiO2解答；(5)根據(jù)H2O2溶液可將Fe2+氧化為Fe3+，進(jìn)一步將鐵離子和鋁離子通過控制pH為5使之完全沉淀解答；(6)根據(jù)酸浸時(shí)加入硫酸及調(diào)節(jié)pH用到氫氧化鈉解答。（1）由于四氧化三鐵有磁性所以對(duì)應(yīng)的礦石叫磁鐵礦，所以可以利用四氧化三鐵的磁性，可將該物質(zhì)直接從“鐵硼礦粉”中分離；（2）酸浸時(shí)，礦粉中的金屬氧化物會(huì)和酸反應(yīng)，F(xiàn)e2O3酸浸時(shí)是氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；（3）為了提高浸出速率（即加快反應(yīng)速率），除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有攪拌（同時(shí)溫度越高，反應(yīng)越快，所以也可以加熱加速反應(yīng)的進(jìn)行）；（4）操作a是固液分離，為過濾；“浸渣”中含有氧化鈣和硫酸反應(yīng)生成的CaSO4以及原物質(zhì)含有的不溶于硫酸的 SiO2；（5）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，進(jìn)一步將鐵離子和鋁離子通過控制pH為5使之完全沉淀；（6）由于過程加入了硫酸進(jìn)行酸浸以及調(diào)節(jié)pH用到氫氧化鈉，制得的粗硼酸中的主要雜質(zhì)為 Na2SO4。