29. 某兴趣小组在复习铁的冶炼时,在参考资料上发现以下一段文字:已知在不同的温度下,一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳,他们不禁产生了疑问:
一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质真的是铁粉吗?于是他们进行了以下探究:
【查阅资料】
资料一:铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能;
资料二:四氧化三铁中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeO·Fe
2O
3的形式表示;
【提出猜想】黑色物质可能是四氧化三铁、氧化铁和铁粉中的一种或几种。
【进行实验】兴趣小组收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验:
| 实验方案 | 实验现象 |
甲 | 取少量黑色物质用磁铁吸引 | 黑色物质全部被磁铁吸引 |
乙 | 取少量黑色物质加入30%热的HCl中 | 无气泡、溶液颜色变成黄绿色 |
丙 | 取少量黑色物质加入CuSO4溶液中 | 无任何现象 |
(1)【实验结论】
①甲实验现象说明黑色物质中没有
___,乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
___。
生成的黑色物质应为四氧化三铁。
②写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
___。
(2)【拓展探究】
同学们对四氧化三铁产生了兴趣,从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档四氧化三铁粉的工艺流程简图。
【生产流程】
【查阅资料】
资料一:硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示:
温度/℃ | 0 | 10 | 30 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
溶解度 | 14.0 | 17.0 | 25.0 | 33.0 | 35.3 | 33.0 | 30.5 | 27.0 |
资料二:氢氧化亚铁受氧气氧化反应原理为:4Fe(OH)
2+2H
2O+O
2=4Fe(OH)
3资料三:获得四氧化三铁的反应原理为:Fe(OH)
2+2Fe(OH)
3Fe
3O
4+4H
2O
【问题讨论】
①溶解时,用50℃至80℃的热水目的是
___。
②写出加入适量氢氧化钠溶液时发生反应的化学方程式
____。
③上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是
___。
④要使四氧化三铁的产率最高,则上述流程中产生的氢氧化亚铁和氢氧化铁的最佳质量比为
___。
⑤副产品P是硫酸钠,由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
____→
____→d。
a.过滤
b.加热浓缩
c.冷却结晶
d.晶体加热至完全失去结晶水