以FeSO4?7H2O為原料制備鐵紅(Fe2O3)的一種方法如圖1:
已知“沉淀”時的主要反應(yīng)為:2FeSO4+H2O2+2H2O═2FeO(OH)↓+2H2SO4
(1)FeO(OH)中鐵元素的化合價為 +3+3。FeO(OH)可表示為mFe2O3?nFe(OH)3,mn=11。
(2)“沉淀”時需控制溶液的pH與反應(yīng)的溫度。
①“沉淀”時調(diào)節(jié)溶液的初始pH約為4,過程中應(yīng)始終保持溶液的pH為3.0~4.5,需不斷加入物質(zhì)Z調(diào)節(jié)溶液的pH,Z應(yīng)具備的性質(zhì)有 ACAC(填字母)。
A.能與酸反應(yīng)
B.能與堿反應(yīng)
C.不與FeO(OH)反應(yīng)
②“沉淀”時反應(yīng)溫度不宜過高,其原因是 過氧化氫在較高溫度下容易分解過氧化氫在較高溫度下容易分解。
(3)“過濾”后需對固體進行洗滌與干燥。洗滌時被除去的沾于固體表面的陰離子為 SO2-4SO2-4(填離子符號)。
(4)“煅燒”時反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2FeO(OH) 高溫 Fe2O3+H2O↑2FeO(OH) 高溫 Fe2O3+H2O↑。
(5)探究鐵粉在加熱時氧化產(chǎn)物的裝置圖。
利用圖2裝置,先通入一會兒氬氣,再用溫控?zé)嵩磳?.1g鐵粉升溫至800℃,恒溫下通入空氣進行實驗,然后停止加熱并持續(xù)通氬氣至固體冷卻,利用X射線衍射儀(通過圖譜可以判斷測定樣品中某物質(zhì)是否存在)測定不同加熱時間固體的成分,實驗結(jié)果如圖3所示。
①升溫至800℃,未通入空氣時少量鐵粉已氧化成Fe1-xO的原因可能是 鐵粉與裝置中殘留的氧氣反應(yīng)鐵粉與裝置中殘留的氧氣反應(yīng)。
②寫出上述實驗中,通入空氣1.5min~3.5min發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 4Fe3O4+O2 △ 6Fe2O34Fe3O4+O2 △ 6Fe2O3。
③上述實驗中,通入空氣3.5min時,剩余固體的質(zhì)量是 3g3g。
m
n
SO
2
-
4
SO
2
-
4
高溫
高溫
△
△
【答案】+3;1;AC;過氧化氫在較高溫度下容易分解;;2FeO(OH) Fe2O3+H2O↑;鐵粉與裝置中殘留的氧氣反應(yīng);4Fe3O4+O2 6Fe2O3;3g
SO
2
-
4
高溫
△
【解答】
【點評】
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