Question

以菱铁矿(主要成分是碳酸亚铁FeCO₃)为原料制取铁的流程如图：

(1)“浸取”时通常将菱铁矿石进行粉碎，其目的是__________(填“加快”或“减慢”)反应速率，写出浸取过程中的化学反应方程式：____________________________。

(2)“氧化”和“沉淀”是将“浸取”过程中产生的Fe²⁺转化为Fe(OH)₃沉淀，则操作①的名称为____________(填“蒸发”或“过滤”)。

(3)利用金属活动性的不同，可以采取不同的冶炼方法，其中上述过程中的②属于______(填“热还原法”或“电解法”)。

(4)氨水由氨气溶于水制备，工业合成氨气反应方程式为：N₂+3H₂2NH₃。现在2 L容积不变的容器中，通入0.8 mol H₂和0.4 mol N₂，3 min后生成了0.12 mol NH₃ ，用NH₃表示该反应的速率v(NH₃)=_____________mol•L^-1•min^-1。

Answer

加快 FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑ 过滤 热还原法 0.02

【解析】

根据工艺流程图分析，菱铁矿加稀硫酸浸取，生成硫酸亚铁，再加入双氧水氧化得到硫酸铁，加入氨水时，发生反应Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓，过滤后得到滤渣，经灼烧后生成Fe2O3，再通过热还原法得到Fe单质，据此分析解答。

(1)“浸取”时，将菱铁矿石进行粉碎，可增大反应物的接触面积，从而加快反应速率，浸取过程中，碳酸亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、水和二氧化碳，反应的化学方程式为FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑，故答案为：加快；FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑；

(2)操作①是将Fe(OH)3沉淀分离出来，从溶液中分离出不溶性物质时，可用过滤的操作，故答案为：过滤；

(3)可用CO在高温的条件下还原Fe2O3得到Fe单质，该方法属于热还原法，故答案为：热还原法；

(4)由题干信息可知，容器的体积为2L，3 min后生成了0.12 mol NH3，则用NH3表示该反应的化学反应速率可表示为，故答案为：0.02。