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铁黑(Fe3O4)是常见的铁系颜料。工业上可以利用钛白工业的副产品硫酸亚铁,以及氨水、空气等,经过如图所示的一系列生产步骤来制取铁黑。

从合成到干燥阶段发生反应的原理如下:
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe(OH)2+2Fe(OH)3
Fe(OH)2•2Fe(OH)3
 Fe3O4
(1)加入氨水调pH至7~9时,发生反应的离子方程式为
Fe2++2NH3•H2O=Fe(OH)2↓+2
NH
+
4
Fe2++2NH3•H2O=Fe(OH)2↓+2
NH
+
4

(2)“控制反应条件”是物质制备流程中的重要环节,为了保证铁黑样品的质量,“合成”过程中需要控制的因素有
通入空气的量、空气的通入速率或氨水的浓度及反应温度
通入空气的量、空气的通入速率或氨水的浓度及反应温度
(填两个)。
(3)操作①的名称为
过滤
过滤
。溶液A经
蒸发结晶
蒸发结晶
后洗涤可得到副产品硫酸铵,该物质可用作化肥。
(4)铁黑产品中Fe3O4的含量是判断产品等级的依据之一。某铁黑样品中混有的杂质为FeO、Fe2O3中的一种。根据国标方法,进行的测定实验如下:
①步骤1:称取1.908g样品置于锥形瓶中,加入足量盐酸,加热使之完全溶解。
四氧化三铁可看成是由FeO和Fe2O组成的化合物,依据物质类别的知识,你能写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式吗?
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

②步骤2:向锥形瓶中先加入足量的SnCl2溶液,将Fe3+全部转化为Fe2+,除去过量的Sn2+,再加入一定量的硫酸和磷酸,并滴加指示剂。在此步骤中,
Sn
Sn
元素被氧化,
Fe3+
Fe3+
作氧化剂。
③步骤3:再向锥形瓶中滴加 0.08200mol•L-1K2Cr2O7溶液,发生反应:Cr2
O
2
-
7
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。恰好完全反应时,共消耗50.00mLK2Cr2O7溶液。在方程式中标出电子转移的方向和数目
。依据题目数据计算样品中Fe元素的质量分数
n(Fe2+)=6n(Cr2
O
2
-
7
)=6×0.08200mol•L-1×50.00×10-3L=0.0246mol,1.908g样品中铁元素总质量为:m(Fe)=0.0246mol×56g•mol-1=1.3776g,样品中Fe的质量分数=
1
.
3776
g
1
.
908
g
×100%≈72.2%
n(Fe2+)=6n(Cr2
O
2
-
7
)=6×0.08200mol•L-1×50.00×10-3L=0.0246mol,1.908g样品中铁元素总质量为:m(Fe)=0.0246mol×56g•mol-1=1.3776g,样品中Fe的质量分数=
1
.
3776
g
1
.
908
g
×100%≈72.2%
(写出计算过程)。

【答案】Fe2++2NH3•H2O=Fe(OH)2↓+2
NH
+
4
;通入空气的量、空气的通入速率或氨水的浓度及反应温度;过滤;蒸发结晶;Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O;Sn;Fe3+;n(Fe2+)=6n(Cr2
O
2
-
7
)=6×0.08200mol•L-1×50.00×10-3L=0.0246mol,1.908g样品中铁元素总质量为:m(Fe)=0.0246mol×56g•mol-1=1.3776g,样品中Fe的质量分数=
1
.
3776
g
1
.
908
g
×100%≈72.2%
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:46引用:1难度:0.6
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  • 1.铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的,例如:在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4.下列有关说法正确的是(  )

    发布:2024/12/30 3:30:1组卷:403引用:6难度:0.9
  • 2.下列说法正确的是(  )

    发布:2025/1/3 8:0:1组卷:17引用:1难度:0.7
  • 3.查阅资料:CaO、MgO在高温下与C难反应,但能与SiO2反应.硫铁矿烧渣是一种工业废渣(含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质),该烧渣可用于制取氧化铁,具体化工生产工艺流程如下:

    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)为测定过滤所得滤液中Fe2+的含量,实验室中常用酸性高锰酸钾溶液进行滴定,写出该反应的离子方程式:
     
    ;实验中所用酸性高锰酸钾溶液浓度为0.10mol/L,滤液用
     
    滴定管量取20.00ml,用酸性高锰酸钾溶液滴定到终点时消耗了标准的酸性高锰酸钾溶液12.04ml,滤液中c(Fe2+)=
     

    (3)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
     
    (用离子方程式表示).
    (4)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    万全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (5)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:24引用:2难度:0.5
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