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鐵黑(Fe3O4)是常見的鐵系顏料。工業(yè)上可以利用鈦白工業(yè)的副產(chǎn)品硫酸亞鐵,以及氨水、空氣等,經(jīng)過如圖所示的一系列生產(chǎn)步驟來制取鐵黑。

從合成到干燥階段發(fā)生反應(yīng)的原理如下:
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe(OH)2+2Fe(OH)3
Fe(OH)2?2Fe(OH)3
 Fe3O4
(1)加入氨水調(diào)pH至7~9時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
Fe2++2NH3?H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+
Fe2++2NH3?H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+

(2)“控制反應(yīng)條件”是物質(zhì)制備流程中的重要環(huán)節(jié),為了保證鐵黑樣品的質(zhì)量,“合成”過程中需要控制的因素有
通入空氣的量、空氣的通入速率或氨水的濃度及反應(yīng)溫度
通入空氣的量、空氣的通入速率或氨水的濃度及反應(yīng)溫度
(填兩個)。
(3)操作①的名稱為
過濾
過濾
。溶液A經(jīng)
蒸發(fā)結(jié)晶
蒸發(fā)結(jié)晶
后洗滌可得到副產(chǎn)品硫酸銨,該物質(zhì)可用作化肥。
(4)鐵黑產(chǎn)品中Fe3O4的含量是判斷產(chǎn)品等級的依據(jù)之一。某鐵黑樣品中混有的雜質(zhì)為FeO、Fe2O3中的一種。根據(jù)國標(biāo)方法,進行的測定實驗如下:
①步驟1:稱取1.908g樣品置于錐形瓶中,加入足量鹽酸,加熱使之完全溶解。
四氧化三鐵可看成是由FeO和Fe2O組成的化合物,依據(jù)物質(zhì)類別的知識,你能寫出Fe3O4與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎?
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

②步驟2:向錐形瓶中先加入足量的SnCl2溶液,將Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe2+,除去過量的Sn2+,再加入一定量的硫酸和磷酸,并滴加指示劑。在此步驟中,
Sn
Sn
元素被氧化,
Fe3+
Fe3+
作氧化劑。
③步驟3:再向錐形瓶中滴加 0.08200mol?L-1K2Cr2O7溶液,發(fā)生反應(yīng):Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。恰好完全反應(yīng)時,共消耗50.00mLK2Cr2O7溶液。在方程式中標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目
。依據(jù)題目數(shù)據(jù)計算樣品中Fe元素的質(zhì)量分數(shù)
n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×0.08200mol?L-1×50.00×10-3L=0.0246mol,1.908g樣品中鐵元素總質(zhì)量為:m(Fe)=0.0246mol×56g?mol-1=1.3776g,樣品中Fe的質(zhì)量分數(shù)=
1
.
3776
g
1
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908
g
×100%≈72.2%
n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×0.08200mol?L-1×50.00×10-3L=0.0246mol,1.908g樣品中鐵元素總質(zhì)量為:m(Fe)=0.0246mol×56g?mol-1=1.3776g,樣品中Fe的質(zhì)量分數(shù)=
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×100%≈72.2%
(寫出計算過程)。

【答案】Fe2++2NH3?H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+;通入空氣的量、空氣的通入速率或氨水的濃度及反應(yīng)溫度;過濾;蒸發(fā)結(jié)晶;Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O;Sn;Fe3+;;n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×0.08200mol?L-1×50.00×10-3L=0.0246mol,1.908g樣品中鐵元素總質(zhì)量為:m(Fe)=0.0246mol×56g?mol-1=1.3776g,樣品中Fe的質(zhì)量分數(shù)=
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×100%≈72.2%
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:42引用:1難度:0.6
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    發(fā)布:2024/12/30 3:30:1組卷:402引用:6難度:0.9
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    (1)焙燒時產(chǎn)生的主要有害氣體是
     

    (2)為測定過濾所得濾液中Fe2+的含量,實驗室中常用酸性高錳酸鉀溶液進行滴定,寫出該反應(yīng)的離子方程式:
     
    ;實驗中所用酸性高錳酸鉀溶液濃度為0.10mol/L,濾液用
     
    滴定管量取20.00ml,用酸性高錳酸鉀溶液滴定到終點時消耗了標(biāo)準(zhǔn)的酸性高錳酸鉀溶液12.04ml,濾液中c(Fe2+)=
     

    (3)若在空氣中“酸浸”時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (4)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    萬全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (5)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:24引用:2難度:0.5
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