某學習小組用鐵泥（主要成分為Fe2O3、FeO和少量Fe）制備Fe3O4納米材料的流程示意圖如圖：
已知：步驟⑤中，相同條件下測得Fe3O4的產率與R（R=n（+3Fe）n（+2Fe））的關系如圖所示。
（1）為提高步驟①的反應速率，可采取的措施是 攪拌；適當升高溫度攪拌；適當升高溫度（任寫一點）。
（2）步驟②中，主要反應的離子方程式是 2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑。
（3）濁液D中鐵元素以FeOOH形式存在，步驟④中反應的化學方程式是 2Fe（OH）2+H2O2=2FeOOH+2H2O2Fe（OH）2+H2O2=2FeOOH+2H2O；步驟④中，反應完成后需再加熱一段時間除去剩余H2O2目的是 加熱使其分解除去，防止其在步驟⑤中繼續氧化+2價鐵元素加熱使其分解除去，防止其在步驟⑤中繼續氧化+2價鐵元素。
（4）⑤反應的離子方程式為 2FeOOH+Fe2++2OH- △ Fe3O4+2H2O2FeOOH+Fe2++2OH- △ Fe3O4+2H2O；步驟⑤中的“分離”包含的步驟有 過濾；洗滌過濾；洗滌。
（5）設濁液D中FeOOH的物質的量為amol,濾液B中的鐵元素的物質的量為bmol。為使Fe3O4的產率最高，則ab=0.6360.636。（填數值，小數點后保留3位）
n
（
+
3
F
e
）
n
（
+
2
F
e
）
△
△
a
b
【考點】制備實驗方案的設計．
【答案】攪拌；適當升高溫度；2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑；2Fe（OH）2+H2O2=2FeOOH+2H2O；加熱使其分解除去，防止其在步驟⑤中繼續氧化+2價鐵元素；2FeOOH+Fe2++2OH- Fe3O4+2H2O；過濾；洗滌；0.636
△
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優網所有，未經書面同意，不得復制發布。
發布：2024/6/27 10:35:59組卷：117引用：2難度：0.4
相似題
-
1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經除盡的試劑是；當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5