Question

纳米级Fe₃O₄是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。納米级Fe₃O₄有多种不同制法，请回答下列相关问题。

I.下图是用共沉淀法制备纳米四氧化三铁的流程。

（1）除Fe₃O₄外铁的两种常见氧化物中在空气中性质比较稳定的是___(填化学式)，该物质的用途是___ (任写一种)。

（2）实验室保存溶液B 时为了防止出现浑浊通常采用的措施是___。

（3）证明沉淀已经洗涤干净的操作是_________ 。

（4）写出该方法中发生的主要反应的离子方程式___________ 。

（5）实际生产中为提高产率，起始所用FeSO₄·7H₂O 和FeCl₃·6H₂O 的物质的量之比大于1:2,原因是______。

II.制备纳米四氧化三铁的另一种流程如下图所示。

（6）写出第2 步反应的化学方程式______________，其中氧化产物和还原产物的物质的量之比为______。

（7）纳米Fe₃O₄投入分散剂中形成的分散系是______________。

Answer

Fe2O3 红色油漆、涂料、炼铁 加盐酸 少量最后一次洗涤液于试管中，加盐酸酸化，滴加氯化钡溶液，不产生白色沉淀 Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－Fe3O4＋4H2O 反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子 6FeOOH＋CO=2Fe3O4＋CO2＋3H2O 1:2 胶体

【解析】

（1）FeO(氧化亚铁) FeO是一种 黑色粉末，不稳定，在空气里受热，就迅速被氧化成 Fe3O4，除Fe3O4外铁的两种常见氧化物中在空气中性质比较稳定的是Fe2O3，Fe2O3用途是红色油漆、涂料、炼铁；（2）实验室保存溶液B FeCl3时为了防止水解出现浑浊，通常采用的措施是加盐酸抑制FeCl3水解生成Fe(OH)3沉淀。（3）证明沉淀已经洗涤干净，只要检验洗涤液中是否含硫酸根离子，操作是少量最后一次洗涤液于试管中，加盐酸酸化，滴加氯化钡溶液，不产生白色沉淀；（4）该方法中发生的主要反应的离子方程式Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－Fe3O4＋4H2O ；（5）实际生产中为提高产率，起始所用FeSO4·7H2O 和FeCl3·6H2O 的物质的量之比大于1:2，原因是反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子；（6）第2 步反应FeOOH吸收CO，生成Fe3O4，化学方程式：6FeOOH＋CO=2Fe3O4＋CO2＋3H2O ；其中氧化产物为CO2和还原产物Fe3O4的物质的量之比等于方程式中的计量数之比，为1:2；（7）纳米四氧化三铁的粒子大小在1纳米和100纳米之间纳米，Fe3O4投入分散剂中形成的分散系是胶体。