硫酸亞鐵可用于制鐵鹽、氧化鐵顏料、媒染劑、凈水劑、防腐劑、消毒劑等。
(1)納米Fe3O4比表面積大,具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),在光學(xué)、催化劑等方面有廣泛應(yīng)用。
①化學(xué)共沉淀法制備納米Fe3O4:準(zhǔn)確稱取一定比例的FeSO4和Fe2(SO4)3固體混合物于三頸燒瓶中(見圖),加入蒸餾水溶解,通入N2,向燒瓶中滴加25%氨水,控制反應(yīng)的pH 在10~11,溫度為70℃制得納米Fe3O4,此反應(yīng)的化學(xué)方程式為 FeSO
4+Fe
2(SO
4)
3+8NH
3?H
2O
Fe
3O
4+4(NH
4)
2SO
4+4H
2O
FeSO
4+Fe
2(SO
4)
3+8NH
3?H
2O
Fe
3O
4+4(NH
4)
2SO
4+4H
2O
。
②上述操作中,不能將FeSO4和Fe2(SO4)3混合液滴入氨水中的原因
液堿性太強(qiáng),產(chǎn)品中Fe(OH)2和Fe(OH)3雜質(zhì)較多
液堿性太強(qiáng),產(chǎn)品中Fe(OH)2和Fe(OH)3雜質(zhì)較多
。
(2)工業(yè)上的硫酸亞鐵溶液常含有少量的Cu2+,常用NaHS作為沉淀劑進(jìn)行處理。已知:25℃時(shí),H2S的電離平衡常數(shù)Ka1=1.0×10?7,Ka2=7.0×10?15,CuS的溶度積Ksp=6.3×10?22。反應(yīng)Cu2+(aq)+HS-(aq)?CuS(s)+H+(aq)的平衡常數(shù)K=1.1×107
1.1×107
。(結(jié)果保留一位小數(shù))
(3)以某工業(yè)煅燒產(chǎn)物(Fe2O3、CuO)制備FeSO4?7H2O和單質(zhì)銅的實(shí)驗(yàn)方案為 方案一:在煅燒產(chǎn)物中滴加3mol?L-1H2SO4溶液,邊加邊攪拌,至溶液顏色不再變化,再加入稍過量鐵粉,邊加邊攪拌,至溶液顏色從藍(lán)色變?yōu)闇\綠色,再滴加3mol?L-1H2SO4溶液,至不產(chǎn)生氣泡,過濾,濾渣為Cu,將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾,低溫干燥得FeSO4?7H2O;
方案二:在煅燒產(chǎn)物中滴加3mol?L-1H2SO4溶液,邊加邊攪拌,至溶液顏色不再變化,再加入稍過量鐵粉,邊加邊攪拌,至溶液顏色從藍(lán)色變?yōu)闇\綠色,過濾,在濾渣中加入3mol?L-1H2SO4溶液,至不產(chǎn)生氣泡,過濾,濾渣為Cu,將此時(shí)濾液與第一次濾液合并,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾,低溫干燥得FeSO4?7H2O
方案一:在煅燒產(chǎn)物中滴加3mol?L-1H2SO4溶液,邊加邊攪拌,至溶液顏色不再變化,再加入稍過量鐵粉,邊加邊攪拌,至溶液顏色從藍(lán)色變?yōu)闇\綠色,再滴加3mol?L-1H2SO4溶液,至不產(chǎn)生氣泡,過濾,濾渣為Cu,將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾,低溫干燥得FeSO4?7H2O;
方案二:在煅燒產(chǎn)物中滴加3mol?L-1H2SO4溶液,邊加邊攪拌,至溶液顏色不再變化,再加入稍過量鐵粉,邊加邊攪拌,至溶液顏色從藍(lán)色變?yōu)闇\綠色,過濾,在濾渣中加入3mol?L-1H2SO4溶液,至不產(chǎn)生氣泡,過濾,濾渣為Cu,將此時(shí)濾液與第一次濾液合并,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾,低溫干燥得FeSO4?7H2O
。(實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑:鐵粉、3 mol?L?1H2SO4溶液、1 mol?L?1NaOH溶液。)
(4)干式氧化法制取高鐵酸鉀。將FeSO4和Na2O2混合后在氮?dú)饬髦屑訜岱磻?yīng),產(chǎn)物用KOH處理得到 K2FeO4,其中部分反應(yīng)為2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。若要制取2mol K2FeO4,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為 10×6.02×1023
10×6.02×1023
。【答案】FeSO
4+Fe
2(SO
4)
3+8NH
3?H
2O
Fe
3O
4+4(NH
4)
2SO
4+4H
2O;液堿性太強(qiáng),產(chǎn)品中Fe(OH)
2和Fe(OH)
3雜質(zhì)較多;1.1×10
7;方案一:在煅燒產(chǎn)物中滴加3mol?L
-1H
2SO
4溶液,邊加邊攪拌,至溶液顏色不再變化,再加入稍過量鐵粉,邊加邊攪拌,至溶液顏色從藍(lán)色變?yōu)闇\綠色,再滴加3mol?L
-1H
2SO
4溶液,至不產(chǎn)生氣泡,過濾,濾渣為Cu,將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾,低溫干燥得FeSO
4?7H
2O;
方案二:在煅燒產(chǎn)物中滴加3mol?L
-1H
2SO
4溶液,邊加邊攪拌,至溶液顏色不再變化,再加入稍過量鐵粉,邊加邊攪拌,至溶液顏色從藍(lán)色變?yōu)闇\綠色,過濾,在濾渣中加入3mol?L
-1H
2SO
4溶液,至不產(chǎn)生氣泡,過濾,濾渣為Cu,將此時(shí)濾液與第一次濾液合并,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾,低溫干燥得FeSO
4?7H
2O;10×6.02×10
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