以FeSO4•7H2O为原料制备铁红(Fe2O3)的一种方法如图1:

已知“沉淀”时的主要反应为:2FeSO4+H2O2+2H2O═2FeO(OH)↓+2H2SO4
(1)FeO(OH)中铁元素的化合价为 +3+3。FeO(OH)可表示为mFe2O3•nFe(OH)3,mn=11。
(2)“沉淀”时需控制溶液的pH与反应的温度。
①“沉淀”时调节溶液的初始pH约为4,过程中应始终保持溶液的pH为3.0~4.5,需不断加入物质Z调节溶液的pH,Z应具备的性质有 ACAC(填字母)。
A.能与酸反应
B.能与碱反应
C.不与FeO(OH)反应
②“沉淀”时反应温度不宜过高,其原因是 过氧化氢在较高温度下容易分解过氧化氢在较高温度下容易分解。
(3)“过滤”后需对固体进行洗涤与干燥。洗涤时被除去的沾于固体表面的阴离子为 SO2-4SO2-4(填离子符号)。
(4)“煅烧”时反应的化学方程式为 2FeO(OH) 高温 Fe2O3+H2O↑2FeO(OH) 高温 Fe2O3+H2O↑。
(5)探究铁粉在加热时氧化产物的装置图。
利用图2装置,先通入一会儿氩气,再用温控热源将2.1g铁粉升温至800℃,恒温下通入空气进行实验,然后停止加热并持续通氩气至固体冷却,利用X射线衍射仪(通过图谱可以判断测定样品中某物质是否存在)测定不同加热时间固体的成分,实验结果如图3所示。

①升温至800℃,未通入空气时少量铁粉已氧化成Fe1-xO的原因可能是 铁粉与装置中残留的氧气反应铁粉与装置中残留的氧气反应。
②写出上述实验中,通入空气1.5min~3.5min发生反应的化学方程式 4Fe3O4+O2 △ 6Fe2O34Fe3O4+O2 △ 6Fe2O3。
③上述实验中,通入空气3.5min时,剩余固体的质量是 3g3g。
m
n
SO
2
-
4
SO
2
-
4
高温
高温
△
△
【考点】物质的相互转化和制备.
【答案】+3;1;AC;过氧化氢在较高温度下容易分解;;2FeO(OH) Fe2O3+H2O↑;铁粉与装置中残留的氧气反应;4Fe3O4+O2 6Fe2O3;3g
SO
2
-
4
高温
△
【解答】
【点评】
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