Question

聚硅硫酸铁（PFSS）是新型无机高分子混凝剂，广泛应用于水的净化处理。PFSS化学组成可表示为：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3－n/2(SiO₂）_x]m，由钢渣合成PFSS主要工艺流程如下：

（1）酸浸时，采用100～140℃和2～3h，其目的是        。

（2）氧化时，需将溶液冷却到40℃以下，其目的是     。

（3）除Al³⁺时，先调节pH值到    。（参见表），得Fe(OH）₃沉淀，过滤除去滤液，再用硫酸溶解Fe(OH）₃得硫酸铁溶液。

	开始沉淀 pH	沉淀完全 pH
Al^3+	3.5	4.7
Fe^3+	1.9	3.2

（4）Na₂SiO₃溶液可由SiO₂渣除杂后与35%的NaOH溶液反应制备，该反应的离子方程式为                 。

（5）水解聚合时，强力搅拌的目的是                ；检验透明橙红色液体中，其分散质直径在l～l00nm的简单方法是            。

Answer

（1）提高铁元素的浸取率（2分） （2）防止H2O2分解损失（2分） （3）3.2—3.5（2分）

（4） SiO2+2OH－＝SiO32－+H2O(2分） （5）使反应物充分接触，分散质均匀分散；（2分）

用激光笔照射液体，观察是否有丁达尔效应。（2分）

【解析】

试题分析：（1）升高温度加快反应速率，所以用工业硫酸浸取钢渣采用较高的温度和较长的时间是为了提高铁元素的浸取率；

（2）由于H2O2溶液受热易分解，所以在氧化时需将溶液冷却到40℃以下，以防止H2O2分解损失；

（3）由工艺流程可知调节pH值的目的是使溶液中Fe3+形成Fe（OH）3沉淀，铝元素仍以Al3+形式留在溶液中通过过滤而除去，要使Fe3+完全形成Fe（OH）3沉淀，Al3+不形成沉淀，结合图表中数据可调节pH值到3.2～3.5；

（4）SiO2与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH－＝SiO32－+H2O；

（5）水解聚合时强力搅拌的目的是使反应物充分接触，分散质均匀分散；分散质直径在l～l00nm的透明橙红色液体属于胶体，可利用激光笔照射液体，通过观察是否产生丁达尔效应的简单方法加以检验。

考点：该题以“钢渣为原料合成PFSS的工艺流程”为背景设计问题，考查元素化合物知识与离子方程式的书写、反应条件（温度）控制的目的、反应条件（pH值）的选择、工艺操作的目的、胶体的性质与检验等