鐵的氧化物有氧化亞鐵、氧化鐵和四氧化三鐵等,在工業(yè)上有很多用途。
Ⅰ.四氧化三鐵是一種常用的磁性材料,由工業(yè)廢料鐵泥(含F(xiàn)e、Fe2O3、FeO和雜質,雜質不參與反應)制取Fe3O4的一種流程如圖。(已知:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4)
(1)步驟①加入過量稀硫酸和鐵泥反應,生成硫酸亞鐵的化學方程式 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑或FeO+H2SO4=FeSO4+H2OFe+H2SO4=FeSO4+H2↑或FeO+H2SO4=FeSO4+H2O。(寫一個)
(2)步驟②加入過量鐵粉的目的 將硫酸鐵和硫酸完全轉化為硫酸亞鐵將硫酸鐵和硫酸完全轉化為硫酸亞鐵。步驟③中反應溫度不宜過高的原因是 過氧化氫受熱易分解過氧化氫受熱易分解,在進行操作Ⅲ時,需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和 漏斗漏斗。
Ⅱ.高純氧化鐵(Fe2O3)又稱“引火鐵”,在現(xiàn)代工業(yè)上有廣泛應用前景。以下是用赤鐵礦(含少量不溶于水也不溶于酸的SiO2等)為原料,制備高純氧化鐵的生產流程示意圖,請回答:
【資料卡片】
氨水呈堿性(主要成分NH3?H2O是一種堿);(NH4)2CO3溶液顯堿性,40℃以上易分解。
FeCO3高溫 FeO+CO2↑,4FeO+O2=2Fe2O3
(3)根據(jù)題中信息,加入(NH4)2CO3后,該反應必須控制的溫度條件是 溫度應該控制在40℃以下溫度應該控制在40℃以下。
(4)濾液Ⅱ中可回收的產品是 (NH4)2SO4(NH4)2SO4(化學式),該物質在農業(yè)上可做氮肥。
(5)有同學認為可以向濾液I中通入CO2和NH3也能實現(xiàn)同樣反應?;鶎W習小組利用如圖裝置模擬此反應。
①圖A為實驗室制備CO2的裝置,燒瓶中發(fā)生的化學方程式為 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
②B裝置為除去二氧化碳中的氯化氫氣體,洗氣瓶中的試劑X可選擇 BB(填序號)。
A.NaOH溶液
B.飽和NaHCO3溶液
C.堿石灰
D.濃硫酸
③C裝置中長頸漏斗a的作用是 平衡壓強,防止氣流過大,瓶塞彈出平衡壓強,防止氣流過大,瓶塞彈出,在其上端需要放一團沾有酸液的棉花團其目的是 吸收揮發(fā)出的氨氣,防止污染空氣吸收揮發(fā)出的氨氣,防止污染空氣。
(6)寫出在空氣中煅燒FeCO3生成Fe2O3的化學反應方程式 4FeCO3+O2 高溫 2Fe2O3+4CO24FeCO3+O2 高溫 2Fe2O3+4CO2。
(7)FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3時,也會生成FeO?,F(xiàn)煅燒46.4t的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物31.68t。計算生成Fe2O3質量。(寫出計算過程)
高溫
高溫
高溫
【考點】物質的相互轉化和制備.
【答案】Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑或FeO+H2SO4=FeSO4+H2O;將硫酸鐵和硫酸完全轉化為硫酸亞鐵;過氧化氫受熱易分解;漏斗;溫度應該控制在40℃以下;(NH4)2SO4;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;B;平衡壓強,防止氣流過大,瓶塞彈出;吸收揮發(fā)出的氨氣,防止污染空氣;4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2
高溫
【解答】
【點評】
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