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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:327 题号:15682981
氧化铁黄又称羟基铁,简称铁黄,化学式为a-FeOOH,具有良好的耐光性、耐大气性和耐碱性,较其他黄色颜料的遮盖力高,着力也强。广泛地用于橡胶制品、油漆、塑料、油墨、药片糖衣等的着色,也是人造大理石、水磨石地面、铺路砖、墙面粉饰等的着色剂。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。

资料:
i.钛白粉废渣成分:主要为FeSO4·H2O,含少量TiOSO4和不溶物
ii.TiOSO4+(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+H2SO4
I、纯化过程
(1)纯化过程中加入过量铁粉的目的是___________
(2)充分反应后,分离混合物的方法是___________
Ⅱ、制备晶种
(3)实验室模拟制备晶种的装置如图1所示(部分夹持装置省略),制备FeOOH晶种的过程操作如下:i.关闭,打开止水夹与;ii.关闭止水夹,一段时间后,打开;iii.当乙中时,关闭,打开,通入空气。溶液中的pH随时间变化如图2所示。

①检查图1中乙的气密性的操作为___________
②通入空气时,多孔球泡的作用为___________
③用NH3·H2O、FeSO4溶液和氧气制备铁黄晶种过程时间比较长,加入亚硝酸钠等可缩短制备时间,经查阅文献发现,NaNO2在反应中起催化剂作用,实际起催化作用的是其与稀H2SO4反应生成的气体。改变不同的实验条件,发现适当的空气流速、合适的pH和温度(40℃)、增加催化剂用量都能够提高产率。温度过高或过低均影响产率的原因是(不考虑副反应)___________
④pH≈4时制得铁黄晶种(如图2所示)。0-t1时段,pH几乎不变;t1-t2时段,pH明显降低。结合方程式解释原因:___________
Ⅲ、产品的检验
(4)铁黄产品也可以用Fe2O3•xH2O表示。为了测定所制备铁黄Fe2O3•xH2O中x的值,用分析天平准确称量m1g样品置于坩埚中加热、冷却后称量;经过重复操作,当达到恒重时,残留固体质量为m2g,则x =___________
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①若在恒温条件下,反应达到平衡时的转化率为50%,则平衡时容器内的压强与起始压强之比为______(最简单整数比)。
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w(CuO)

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

CH3OH的产率

20%

30%

35%

50%

65%

60%

55%

54%

50%

45%

CO2

转化率

10%

12%

15%

20%

45%

42%

40%

36%

30%

15%


根据数据表判断,催化剂中CuO的最佳质量分数为________
(2)已知:①CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH1=-41 kJ·mol-1
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