纳米(10-9米)铁红(Fe2O3)常用作油漆、粉末冶金的原料等.工业上可用硫铁矿烧渣(主要含有SiO2、Fe2O3、Fe3O4等)为原料分步制备纳米铁红。

【资料卡片】FeO化学性质不稳定,易被氧化生成Fe3O4或Fe2O3;
【处理烧渣】硫铁矿烧渣经过还原焙烧、酸浸、水浴除杂等操作得到含酸的FeSO4溶液。
(1)还原焙烧是将硫铁矿烧渣和一定量的褐煤经过高温焙烧,生成FeO,Fe2+转化率(Fe2+转化率=Fe2+量Fe2+量+Fe3+量×100%)受焙烧温度及焙烧时间的影响如图-1及图-2所示,分析图像可知:最佳焙烧温度为 900900℃,焙烧时间最好为 2020min,延长焙烧时间,Fe2+转化率降低的原因可能是 铁离子转化为四氧化三铁铁离子转化为四氧化三铁。
(2)酸浸时,用一定浓度的H2SO4和FeO反应,反应的化学方程式为 FeO+H2SO4=FeSO4+H2OFeO+H2SO4=FeSO4+H2O,属于 复分解复分解反应(填基本反应类型)。
【制备铁红】:将处理后的含酸FeSO4溶液经一系列操作可得纳米铁红,流程如图-3所示。

(3)酸性条件下,H2O2可将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3.稀释煮沸时,发生的反应主要有:H2SO4+2NH3•H2O=(NH4)2SO4+2H2O和 Fe2(SO4)3+6NH3•H2O=3(NH4)2SO4+2Fe(OH)3↓Fe2(SO4)3+6NH3•H2O=3(NH4)2SO4+2Fe(OH)3↓。
(4)操作Ⅰ的名称 过滤过滤,实验室完成此操作所需的仪器有铁架台、烧杯、玻璃棒和 漏斗漏斗,玻璃棒的作用是 引流引流,操作Ⅰ所得溶液中的溶质在农业上可作 氮肥氮肥。
(5)水洗时,为验证Fe(OH)3是否洗净,最好选用 ABAB。
A.NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸
B.BaCl2溶液
C.AgNO3溶液
(6)流程中,使用离心机分离固液混合物,而不是过滤的原因是 快速、高效快速、高效。
(7)pH为7时,产品中会混入FeOOH,会使产品中铁元素的质量分数 偏小偏小(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(8)沸腾回流时,Fe(OH)3受热脱水生成Fe2O3,反应的化学方程式为 2Fe(OH)3 △ Fe2O3+3H2O2Fe(OH)3 △ Fe2O3+3H2O。
(9)200吨含铁元素42%的硫铁矿渣制备铁红,假设生产过程中铁元素无损失,计算理论能制得纳米Fe2O3多少吨?(写出计算过程)。
F
e
2
+
量
F
e
2
+
量
+
F
e
3
+
量
△
△
【考点】物质的相互转化和制备;反应类型的判定.
【答案】900;20;铁离子转化为四氧化三铁;FeO+H2SO4=FeSO4+H2O;复分解;Fe2(SO4)3+6NH3•H2O=3(NH4)2SO4+2Fe(OH)3↓;过滤;漏斗;引流;氮肥;AB;快速、高效;偏小;2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
△
【解答】
【点评】
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