1、
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。
加快 FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑ 过滤 热还原法 0.02
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。
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