從古至今,鐵及其化合物一直被人類廣泛應(yīng)用。
(一)鐵及其化合物的應(yīng)用
(1)明代科學(xué)著作《天工開物》中記載:
①“其器冶鐵錐,其尖使極剛利”,“鐵錐”為開挖鹽井的工具。所取鹽井水“入于釜中煎煉頃刻結(jié)鹽”,“金”指生鐵制作的鐵鍋。生鐵屬于 金屬金屬材料。上述描述中利用鐵的 acac(選填序號(hào))。
a.導(dǎo)熱性
b.導(dǎo)電性
c.硬度大
②“泥固塞其孔,然后使水轉(zhuǎn)釉”是指高溫下CO將紅磚中的Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe3O4而形成青磚。該轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為 3Fe2O3+CO 高溫 2Fe3O4+CO23Fe2O3+CO 高溫 2Fe3O4+CO2。
(2)鐵的化合物在現(xiàn)代更多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
①碳酸亞鐵(FeCO3)不溶于水,可作補(bǔ)血?jiǎng)煤笈c胃酸反應(yīng)生成 氯化亞鐵氯化亞鐵被人體吸收,促進(jìn)血紅蛋白的生成。
②火星探測(cè)器發(fā)回的信息表明,火星上存在FeOOH,從而證明火星表面曾經(jīng)存在過水,其理由為 FeOOH中存在H、O元素FeOOH中存在H、O元素。
③活性FeOOH可除去石油開采過程中的有害氣體H2S,并獲得S,原理如下。
FeOOHH2S吸收Fe2S3?H2O空氣再生FeOOH+S
吸收中生成的另一種物質(zhì)的化學(xué)式為 H2OH2O,再生時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2(Fe2S3?H2O)+3O2=4FeOOH+6S;2(Fe2S3?H2O)+3O2=4FeOOH+6S;。
(二)FeOOH的制備
用廢鐵屑(主要成分為Fe,含少量Fe2O3和FeCO3)制備FeOOH主要流程如下。
∫
(1)酸溶時(shí)適當(dāng)提高反應(yīng)溫度和H2SO4濃度,目的是 加快反應(yīng)速率加快反應(yīng)速率,產(chǎn)生的氣體為 氫氣和二氧化碳的混合氣體氫氣和二氧化碳的混合氣體。
(2)還原發(fā)生的反應(yīng)為Fe2(SO4)3+Fe═3FeSO4。
沉淀發(fā)生的反應(yīng)為2FeSO4+H2O2+2H2O═2FeOOH↓+2H2SO4。
沉淀時(shí)反應(yīng)溫度不宜太高,原因是 防止過氧化氫受熱分解防止過氧化氫受熱分解。
(3)沉淀時(shí)會(huì)有部分FeOOH與FeSO4反應(yīng)生成Fe3O4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2FeOOH+FeSO4=Fe3O4+H2SO42FeOOH+FeSO4=Fe3O4+H2SO4。
(三)FeOOH的含量測(cè)定
已知:FeOOH及鐵的氧化物加熱分解的溫度如下。
FeOOHT1℃Fe2O3T2℃Fe3O4T3℃FeO
稱取含F(xiàn)e3O4的FeOOH樣品76.6g,進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn)??刂撇煌臏囟葘?duì)樣品加熱,測(cè)得剩余固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示。
(1)樣品中FeOOH的含量為 69.7569.75%(精確到0.1%)。
(2)當(dāng)加熱到T4℃時(shí),M點(diǎn)固體的成分是 Fe3O4和FeOFe3O4和FeO,對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為 Fe3O4和FeO的質(zhì)量比為29:54Fe3O4和FeO的質(zhì)量比為29:54。
高溫
高溫
H
2
S
吸收
空氣
再生
T
1
℃
T
2
℃
T
3
℃
【答案】金屬;ac;3Fe2O3+CO 2Fe3O4+CO2;氯化亞鐵;FeOOH中存在H、O元素;H2O;2(Fe2S3?H2O)+3O2=4FeOOH+6S;;加快反應(yīng)速率;氫氣和二氧化碳的混合氣體;防止過氧化氫受熱分解;2FeOOH+FeSO4=Fe3O4+H2SO4;69.75;Fe3O4和FeO;Fe3O4和FeO的質(zhì)量比為29:54
高溫
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:860引用:4難度:0.3
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次數(shù) 第一次 第二次 第三次 加入稀硫酸質(zhì)量/g 20 20 20 生成氫氣的質(zhì)量/g 0.08 0.08 0.04
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