第七章第3講化工工藝流程__廢水處理綜合利用課-資料下載頁
2025-03-03 23:20本頁面
【正文】 ( 3) 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，向沸水中加入濾液 Ⅱ ，使混合液 pH達(dá) ，鈦鹽開始水解。水解過程中不斷通入高溫水蒸氣，維持溶液沸騰一段時(shí)間，鈦鹽充分水解析出水合二氧化鈦沉淀。請用所學(xué)化學(xué)平衡原理分析通入高溫水蒸氣的作用： ________ _____ 。 過濾分離出水合二氧化鈦沉淀后，將濾液返回的主要目的是充分利用濾液中的鈦鹽、 ______________ 、 ____________ 、______________( 填化學(xué)式 ) ，減少廢物排放。 ( 4) A 可用于生產(chǎn)紅色顏料 ( F e2O3) ，其方法是：將 556 a k g A( 摩爾質(zhì)量為 278 g/m ol) 溶于水中，加入適量氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)，鼓入足量空氣攪拌，產(chǎn)生紅褐色膠體；再向紅褐色膠體中加入 3 33 6 b k g A 和 1 12 c k g 鐵粉，鼓入足量空氣攪拌，反應(yīng)完成后，有大量 Fe2O3附著在膠體粒子上以沉淀形式析出；過濾后，沉淀經(jīng)高溫灼燒得紅色顏料。若所得濾液中溶質(zhì)只有硫酸鈉和硫酸鐵，則理論上可生產(chǎn)紅色顏料______________k g 。 解析 (1) T iO2是 Ti 的最高價(jià)氧化物，與硫酸反應(yīng)生成鹽和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 T iO2＋ 2H2SO4== =T i(SO4)2＋2H2O 或 T iO2與少量硫酸反應(yīng)： T iO2＋ H2SO4== =T iO S O4＋H2O 。 (2) 從框圖信息知加硫酸后， T iO F e O 、 Fe2O3都與 H2SO4反應(yīng)，生成 Fe3 ＋和 Fe2 ＋等離子，再加入鐵粉時(shí)，鐵粉與 Fe3 ＋和過量 H2SO4分別反應(yīng)： 2F e3 ＋＋ Fe == =3F e2 ＋， Fe ＋ 2H＋== =H2↑ ＋ Fe2 ＋。 ( 3) 從框圖信息可知加入足量鐵粉過濾， F e S O4 7H2O晶體析出，濾液 Ⅲ 中主要以鈦鹽為主。鈦鹽開始水解是在沸水中，且水解過程要維持沸騰，由于鹽的水解與鹽本身性質(zhì)、外界溫度、濃度等因素有關(guān)，溫度升高，水解程度增大，濃度越小，水解程度越大，外加酸堿對鹽的水解也有影響，因?yàn)殁侞}是以硫酸鹽形式存在，屬強(qiáng)酸弱堿鹽，水解顯酸性，降低 H＋的濃度有利于鈦鹽水解。過濾后剩余物質(zhì)是沒有水解的鈦鹽、 H2O 、 F e S O H2SO4等物質(zhì)。 (4) A 是 Fe S O4 7H2O ，由 556 a k g A 鼓入空氣生成 F e (OH)3的反應(yīng)中 A 與 NaOH 之間的關(guān)系是： F e S O4 7H2O ～ 2NaOH ～ Na2SO4～12Fe2O3 ① 278 80 556 a k g m1＝ 160 a k g 又由于最終溶液中只存在 Fe2(SO4)3和 Na2SO4，以 Fe 和SO2 －4守恒可得到關(guān)系式 ②③ 。 F e S O4 7H2O ～13Fe2( S O4)3＋16Fe2O3 ② 278 1606 3 336 b k g m2＝ 320 b kg Fe ～ 12Fe2O3 ③ 56 80 1 12 c k g m3＝ 160 c kg 理論上可生成 Fe2O3的質(zhì)量為 m1＋ m2＋ m3＝( 160 a ＋ 320 b ＋ 160 c ) k g 。 答案 ( 1) T iO2＋ 2H2SO4== =T i(SO4)2＋ 2H2O 或T iO2＋ H2SO4== =T iO S O4＋ H2O ( 2) F e ＋ 2Fe3 ＋== =3F e2 ＋， Fe ＋ 2H＋== =F e2 ＋＋ H2↑ ( 3) 加水促進(jìn)鈦鹽水解，加熱促進(jìn)鈦鹽水解，降低H＋濃度促進(jìn)鈦鹽水解 H2O F e S O4 H2SO4 ( 4) 160 a ＋ 320 b ＋ 160 c
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