從古至今,鐵及其化合物一直被人類廣泛應(yīng)用。
(一)鐵及其化合物的應(yīng)用
(1)明代科學著作《天工開物》中記載:“泥固塞其孔,然后使水轉(zhuǎn)釉”是指高溫下CO將紅磚中的Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe3O4而形成青磚。該轉(zhuǎn)化的化學方程式為 3Fe2O3+CO 高溫 2Fe3O4+CO23Fe2O3+CO 高溫 2Fe3O4+CO2。
(2)鐵的化合物在現(xiàn)代更多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
①碳酸亞鐵(FeCO3)不溶于水,可作補血劑,服用后與胃酸反應(yīng)生成 氯化亞鐵氯化亞鐵被人體吸收,促進血紅蛋白的生成。
②火星探測器發(fā)回的信息表明,火星上存在FeOOH,從而證明火星表面曾經(jīng)存在過水,其理由為 FeOOH中存在H、O元素FeOOH中存在H、O元素。
③活性FeOOH可除去石油開采過程中的有害氣體H2S,并獲得S,原理如下。
吸收中生成的另一種物質(zhì)的化學式為 H2OH2O,再生時發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為 2(Fe2S3?H2O)+3O2=4FeOOH+6S2(Fe2S3?H2O)+3O2=4FeOOH+6S。
(二)FeOOH的制備
用廢鐵屑(主要成分為Fe,含少量Fe2O3和FeCO3)制備FeOOH主要流程如下。
(3)酸溶時適當提高反應(yīng)溫度和H2SO4濃度,目的是 加快反應(yīng)速率加快反應(yīng)速率,產(chǎn)生的氣體為 氫氣和二氧化碳氫氣和二氧化碳。
(4)還原發(fā)生的反應(yīng)為Fe2(SO4)3+Fe═3FeSO4。
沉淀發(fā)生的反應(yīng)為2FeSO4+H2O2+2H2O═2FeOOH↓+2H2SO4。
沉淀時反應(yīng)溫度不宜太高,原因是 防止過氧化氫受熱分解防止過氧化氫受熱分解。
(三)FeOOH的含量測定
已知:FeOOH及鐵的氧化物加熱分解的溫度如下。
稱取含F(xiàn)e3O4的FeOOH樣品76.6g,進行熱分解實驗??刂撇煌臏囟葘悠芳訜幔瑴y得剩余固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示。
(5)樣品中FeOOH的含量為 69.769.7%(精確到0.1%)。
(6)當加熱到T4℃時,M點固體的成分是 Fe3O4和FeOFe3O4和FeO。
高溫
高溫
【答案】3Fe2O3+CO 2Fe3O4+CO2;氯化亞鐵;FeOOH中存在H、O元素;H2O;2(Fe2S3?H2O)+3O2=4FeOOH+6S;加快反應(yīng)速率;氫氣和二氧化碳;防止過氧化氫受熱分解;69.7;Fe3O4和FeO
高溫
【解答】
【點評】
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