鐵黃（FeOOH）是一種重要的化工產(chǎn)品。
（1）制備鐵黃：向一定濃度FeSO4溶液中加入氨水，產(chǎn)生白色沉淀，并很快變成灰綠色。當?shù)渭影彼羛H為6.0時，停止滴加氨水，開始通氧氣，生成鐵黃。通入氧氣過程中，記錄溶液pH變化如圖1所示。
已知：25℃時，F(xiàn)e（OH）2 完全沉淀（ 離子濃度≤10-5mol/L）的pH=8.5。
①滴加氨水至pH為6.0時，溶液中殘留Fe2+濃度為 11mol/L。
②0～t1時段，溶液pH幾乎不變；t1～t2時段，溶液pH明顯降低。請解釋原因：pH=6.0左右，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，因此pH幾乎不變，之后發(fā)生4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+，溶液中H+濃度增大，pH減小pH=6.0左右，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，因此pH幾乎不變，之后發(fā)生4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+，溶液中H+濃度增大，pH減小。
③實驗中產(chǎn)生灰綠色物質(zhì)，甲同學認為該物質(zhì)是Fe（OH）2和Fe（OH）3的混合物，乙同學認為是Fe（OH）2吸附Fe2+形成的混合物。設(shè)計實驗方案驗證哪一位同學的觀點正確：取少量混合物于試管中，加入足量的稀鹽酸，再滴加幾滴硫氰酸鉀溶液，若溶液變?yōu)檠t色，則該物質(zhì)是Fe（OH）2和Fe（OH）3的混合物，否則為Fe（OH）2吸附Fe2+形成的混合物取少量混合物于試管中，加入足量的稀鹽酸，再滴加幾滴硫氰酸鉀溶液，若溶液變?yōu)檠t色，則該物質(zhì)是Fe（OH）2和Fe（OH）3的混合物，否則為Fe（OH）2吸附Fe2+形成的混合物。
（2）H2O2在催化劑α-FeOOH的表面上，分解產(chǎn)生?OH。?OH較H2O2和O2更易與煙氣中的NO發(fā)生反應(yīng)生成NO3-。當一定濃度H2O2溶液與煙氣以一定的流速經(jīng)過裝有催化劑α-FeOOH的反應(yīng)管，NO的脫除效率與溫度的關(guān)系如圖2所示。僅用相同濃度相同流速的H2O2溶液通過反應(yīng)管（無催化劑）進行實驗測得：隨著溫度升高，H2O2 熱分解速率加快，升溫至80℃以上，H2O2 大量汽化。
①80～120℃時，隨著溫度升高NO的脫除效率顯著提高的原因是 H2O2與催化劑的接觸更好，產(chǎn)生更多的?OH，?OH濃度增大，與NO混合更充分H2O2與催化劑的接觸更好，產(chǎn)生更多的?OH，?OH濃度增大，與NO混合更充分。
②溫度高于180℃，NO的脫除效率降低的原因是 H2O2熱分解速率加快，高于H2O2催化分解生成?OH的速率，導致?OH濃度減小，NO的脫除效率下降H2O2熱分解速率加快，高于H2O2催化分解生成?OH的速率，導致?OH濃度減小，NO的脫除效率下降。
（3）α-FeOOH用于常壓電化學法合成氨。該電解裝置如圖3所示。在陰極α-FeOOH參與反應(yīng)，電解前后α-FeOOH的質(zhì)量不變。該電極的反應(yīng)過程可描述為 α-FeOOH在陰極發(fā)生得電子生成低價態(tài)的鐵或О價鐵，低價態(tài)的鐵與N2、水反應(yīng)生成NH3和α-FeOOH，α-FeOOH在該過程中起催化作用α-FeOOH在陰極發(fā)生得電子生成低價態(tài)的鐵或О價鐵，低價態(tài)的鐵與N2、水反應(yīng)生成NH3和α-FeOOH，α-FeOOH在該過程中起催化作用。
【考點】制備實驗方案的設(shè)計．
【答案】1；pH=6.0左右，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，因此pH幾乎不變，之后發(fā)生4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+，溶液中H+濃度增大，pH減小；取少量混合物于試管中，加入足量的稀鹽酸，再滴加幾滴硫氰酸鉀溶液，若溶液變?yōu)檠t色，則該物質(zhì)是Fe（OH）2和Fe（OH）3的混合物，否則為Fe（OH）2吸附Fe2+形成的混合物；H2O2與催化劑的接觸更好，產(chǎn)生更多的?OH，?OH濃度增大，與NO混合更充分；H2O2熱分解速率加快，高于H2O2催化分解生成?OH的速率，導致?OH濃度減小，NO的脫除效率下降；α-FeOOH在陰極發(fā)生得電子生成低價態(tài)的鐵或О價鐵，低價態(tài)的鐵與N2、水反應(yīng)生成NH3和α-FeOOH，α-FeOOH在該過程中起催化作用
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：25引用：1難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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