Fe3O4顆粒在磁記錄材料、特殊催化劑、磁流體等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。制備Fe3O4的一種方法如圖1所示。
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查閱資料:
①+2價(jià)的鐵元素容易被空氣中的氧氣氧化;
②“沉淀”時(shí)的反應(yīng)為:2FeCl3+FeCl2+8NH3?H2O═Fe3O4↓+8NH4Cl+4H2O。
(1)向酸化FeCl2溶液中通入O2可將其轉(zhuǎn)化為FeCl3,該反應(yīng)的方程式為 4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O。
(2)“沉淀”時(shí)需控制溶液的pH與反應(yīng)的溫度。
①“沉淀”時(shí)反應(yīng)溫度不宜過高的原因是 氨水受熱易分解、易揮發(fā)氨水受熱易分解、易揮發(fā)。
②判斷“沉淀”已完全的方法是向靜置所得上層清液中滴加 靜置后,向上層清液中滴加NH3?H2O,如果不再產(chǎn)生沉淀靜置后,向上層清液中滴加NH3?H2O,如果不再產(chǎn)生沉淀,則說明沉淀已經(jīng)完全。
③“溶解”時(shí),實(shí)際投放的m(FeCl2?4H2O)m(FeCl3?6H2O)遠(yuǎn)大于理論值,其原因是 “溶解”時(shí),F(xiàn)eCl2在鹽酸存在下,與空氣中的氧氣反應(yīng)生成FeCl3“溶解”時(shí),F(xiàn)eCl2在鹽酸存在下,與空氣中的氧氣反應(yīng)生成FeCl3。
(3)制得的Fe3O4樣品中混有少量FeOOH,為了測定Fe3O4的純度,取2.000g樣品,進(jìn)行控溫加熱,該溫度下,F(xiàn)eOOH分解成Fe2O3,而Fe3O4不發(fā)生反應(yīng)。充分加熱后,所得固體的質(zhì)量為1.982g,則該樣品中Fe3O4的純度是 91.10%91.10%。
(4)ZnO?Fe3O4的性能比Fe3O4更好。高溫下,鐵酸鋅(ZnFe2O4)可被CO選擇性還原為ZnO和Fe3O4,同時(shí)產(chǎn)生CO2。
①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3ZnFe2O4+CO 高溫 3ZnO+2Fe3O4+CO23ZnFe2O4+CO 高溫 3ZnO+2Fe3O4+CO2。
②在恒壓條件下,反應(yīng)溫度、反應(yīng)體系中CO的體積分?jǐn)?shù)[V(CO)V(CO)+V(CO2)]對(duì)還原產(chǎn)物的影響如圖2所示。溫度在200~1000℃范圍里,要保證還原產(chǎn)物始終為ZnO和Fe3O4,則控制體系中CO的體積分?jǐn)?shù)的范圍為 0.07<V(CO)V(CO)+V(CO2)<0.280.07<V(CO)V(CO)+V(CO2)<0.28。
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高溫
高溫
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【考點(diǎn)】物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備.
【答案】4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O;氨水受熱易分解、易揮發(fā);靜置后,向上層清液中滴加NH3?H2O,如果不再產(chǎn)生沉淀;“溶解”時(shí),F(xiàn)eCl2在鹽酸存在下,與空氣中的氧氣反應(yīng)生成FeCl3;91.10%;3ZnFe2O4+CO 3ZnO+2Fe3O4+CO2;0.07<<0.28
高溫
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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