四氧化三鐵是一種重要的多功能無機(jī)物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)綠礬(主要成分FeSO4?7H2O)為原料模擬制備四氧化三鐵的流程如下:
【查閱資料】
①硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度:
溫度/℃ |
0 |
10 |
30 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
溶解度/g |
14.0 |
17.0 |
25.0 |
33.0 |
35.3 |
33.0 |
30.5 |
27.0 |
②Fe(OH)
2易氧化:4Fe(OH)
2+2H
2O+O
2=4Fe(OH)
3③獲得Fe
3O
4的反應(yīng)原理為Fe(OH)
2+2Fe(OH)
3=Fe
3O
4+4H
2O
(1)制取氧氣:實(shí)驗(yàn)室常用過氧化氫溶液和二氧化錳混合制氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
。結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理從如圖中選擇該反應(yīng)的最佳發(fā)生裝置為
D
D
(填序號)。
?
(2)生產(chǎn)流程:
制備過程:
步驟一:將綠礬研磨之后加入50-80℃的熱水溶解,然后過濾;
步驟二:向?yàn)V液中加入適量氫氧化鈉溶液;
步驟三:控制合適條件,緩慢通入一定量氧氣,充分反應(yīng)后,得到大量沉淀;
步驟四:將沉淀過濾出后,洗滌,干燥,得到產(chǎn)品Fe
3O
4。
①溶解時(shí),需用50℃至80℃的熱水目的是:一是可以加快并使其充分溶解;二是
在50℃-80℃時(shí),F(xiàn)eSO4的溶解度較大,有利于溶解更多,提高產(chǎn)率
在50℃-80℃時(shí),F(xiàn)eSO4的溶解度較大,有利于溶解更多,提高產(chǎn)率
。
②過濾時(shí)需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、
漏斗
漏斗
等。
③步驟二中所發(fā)生的反應(yīng)方程式為:
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4
。
④步驟三中需控制“一定量氧氣”,不能通足量氧氣的原因是
防止Fe(OH)2全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3(合理即可)
防止Fe(OH)2全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3(合理即可)
。
⑤步驟四中洗滌之后,檢驗(yàn)是否洗凈的方法是:取少量最后一次的洗滌液于試管中,加入足量
BaCl2溶液,若無明顯現(xiàn)象,則表明沉淀已洗凈(合理即可)
BaCl2溶液,若無明顯現(xiàn)象,則表明沉淀已洗凈(合理即可)
(請補(bǔ)充完整后續(xù)過程)。
【答案】2H
2O
22H
2O+O
2↑;D;在50℃-80℃時(shí),F(xiàn)eSO
4的溶解度較大,有利于溶解更多,提高產(chǎn)率;漏斗;FeSO
4+2NaOH=Fe(OH)
2↓+Na
2SO
4;防止Fe(OH)
2全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)
3(合理即可);BaCl
2溶液,若無明顯現(xiàn)象,則表明沉淀已洗凈(合理即可)