綠礬(FeSO4?7H2O)是重要工業(yè)產(chǎn)品,可用于制備Fe2O3,復(fù)印用Fe3O4粉、還原鐵粉等,開(kāi)發(fā)利用綠礬工藝是一項(xiàng)十分有意義的工作。某研究性小組展開(kāi)了系列研究。
Ⅰ.制備Fe2O3
【資料一】
(1)無(wú)水硫酸銅遇水變成藍(lán)色的硫酸銅晶體。
(2)綠礬(FeSO4?7H2O)高溫分解產(chǎn)生一種金屬氧化物和幾種氣態(tài)非金屬氧化物。
(3)SO2是無(wú)色有刺激性的有毒氣體,能使品紅溶液褪色;SO3在0oC是一種無(wú)色晶體。
甲同學(xué)用如圖1裝置制備Fe2O3并驗(yàn)證綠礬受熱分解的其他產(chǎn)物:
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實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn):A中有紅棕色固體生成,B中無(wú)水硫酸銅變藍(lán),C中U形管內(nèi)有無(wú)色晶體析出,D中品紅溶液褪色。以上能證明有水生成的現(xiàn)象是B中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)B中無(wú)水硫酸銅變藍(lán),裝置E的作用是吸收SO2防止污染空氣吸收SO2防止污染空氣,綠礬高溫分解的化學(xué)方程式為2FeSO4?7H2O 高溫 Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑2FeSO4?7H2O 高溫 Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。
Ⅱ.制備Fe3O4
乙同學(xué)模擬生產(chǎn)復(fù)印用Fe3O4粉的實(shí)驗(yàn)流程如圖2:
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【資料二】Fe(OH)2是一種白色難溶于水的固體,在空氣中易被氧氣所氧化,制備時(shí)必須盡量排除氧氣的干擾。
FeSO4溶液中加入NaOH溶液,反應(yīng)的化學(xué)方程式依次為:①FeSO4+2NaOH═Fe(OH)2↓+Na2SO4FeSO4+2NaOH═Fe(OH)2↓+Na2SO4,②4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3.由沉淀a獲得Fe3O4的化學(xué)方程式為:Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4+4H2O,若制取Fe(OH)2,采取的實(shí)驗(yàn)操作是:向盛有5mL新制FeSO4溶液的試管中加入10滴植物油,然后用膠頭滴管加煮沸的NaOH溶液(已經(jīng)排盡O2),圖3中該實(shí)驗(yàn)使用膠頭滴管的滴加NaOH溶液使用方法正確的是AA(填字母)。
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Ⅲ.制備還原鐵粉
制備還原鐵粉的工業(yè)流程如圖4:
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(1)操作1的名稱(chēng)是過(guò)濾過(guò)濾。
(2)粗還原鐵粉經(jīng)加工處理后變成純還原鐵粉,純還原鐵粉和水蒸氣在高溫條件下也可制得四氧化三鐵,同時(shí)生成一種氣體。其裝置如圖5所示:
SAP材料用途較多,其吸水性強(qiáng),濕潤(rùn)的SAP材料能為該反應(yīng)持續(xù)提供水蒸氣。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始一段時(shí)間后,觀察到在肥皂液中有大量的氣泡產(chǎn)生,此氣泡用火柴即能點(diǎn)燃,同時(shí)有肥皂泡飄到空中。生成的氣體是氫氣氫氣,干燥的SAP材料作用是干燥劑或吸水作用(催化作用)干燥劑或吸水作用(催化作用),請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式3Fe+4H2O △ Fe3O4+4H2↑3Fe+4H2O △ Fe3O4+4H2↑。
高溫
高溫
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【答案】B中無(wú)水硫酸銅變藍(lán);吸收SO2防止污染空氣;2FeSO4?7H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑;FeSO4+2NaOH═Fe(OH)2↓+Na2SO4;A;過(guò)濾;氫氣;干燥劑或吸水作用(催化作用);3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑
高溫
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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