关于硫酸亚铁与碳酸氢铵反应的定量分析
211262191_超级铁精矿制备氧化铁黄的研究
第52卷第5期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 5 2023年5月 Liaoning Chemical Industry May，2023收稿日期： 2022-10-08超级铁精矿制备氧化铁黄的研究王晓彤1，2，陈婉晴1，2，李明宇1，2洺，张睿1，2（1. 抚顺罕王傲牛矿业股份有限公司，辽宁 抚顺 113000； 2. 辽宁省铁矿资源开发与利用专业技术创新中心，辽宁 抚顺 113000）摘 要： 我国制备氧化铁黄的原料大多以硫铁矿烧渣、钛白副产品硫酸亚铁、硫酸亚铁等分析纯试剂为主，存在杂质多、原料成本高、原料来源复杂等问题。
试验采用超级铁精矿作为初始原料，通过酸溶-过滤-还原法制备硫酸亚铁，利用碳酸氢铵为沉淀剂，通过氧化沉淀法制备氧化铁黄。
试验表明在超级铁精矿（TFe ：71.81%）、400 mL 4°Bé硫酸亚铁、初始pH 为3.5、水浴温度为100 ℃、搅拌速度为500 r·min -1、反应时间11 h 等条件下，与GB/T 1863—2008各项指标数值作对比，铁含量高于国家标准1.07%，筛余物低于国家标准0.005%，105℃挥发物低于国家标准0.15%，总钙量低于国家标准0.248%。
具有原料来源广、节能环保等优点，为制备高纯氧化铁黄提供新思路。
关 键 词：超级铁精矿；还原法；硫酸亚铁；氧化沉淀法；氧化铁黄中图分类号：TQ201 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）05-0646-06目前，我国制备氧化铁颜料普遍存在原料杂质含量高、成本高、制备步骤繁琐、使用药剂存在污染等问题。
氧化铁黄作为最基础的氧化铁系颜料之一，具有自身市场需求量较大、遮盖性和着色力较强、可作为原料制备其他氧化铁颜料产品等优点[1]，因而被广泛应用于涂料、橡胶和塑料工业中[2]。
国内外学者针对制备氧化铁黄所需原料进行一系列研究。
孔磊等[3]以硫铁矿烧渣为原料，通过“还原焙烧-硫酸酸浸-净化”工艺，氨水作为沉淀剂制备铁黄，具有解决烧渣对环境的污染、二次资源再利用等优点。
由硫酸亚铁制取硫酸钾和氧化铁红_刘晓红
第16卷第3期 化学反应工程与工艺 Vo l 16,N o 32000年9月 Chemica l R ea ct ion Engineer ing and T echnolog y Sept, 2000文章编号:1001-7631(2000)03-0295-06研究简报收稿日期:1999-05-05;修订日期:1999-07-11作者简介:刘晓红(1963-),女,副教授。
由硫酸亚铁制取硫酸钾和氧化铁红刘晓红,卢芳仪,郑典模,孙日圣,蒋柏泉,秦伍根(南昌大学化工系,江西 南昌 330029)摘要: 以钛白厂副产硫酸亚铁为原料,加入工业品碳酸氢铵,得到碳酸亚铁结晶和硫酸铵溶液,实验研究各参数对过程的影响,得到了最佳工艺条件;用硫酸铵与氯化钾作用制取硫酸钾和氯化铵,确定了适宜的工艺参数;选择一种有机胺介质,它能降低硫酸钾在溶液中的溶解度,使钾的转化率提高到85%;最后将碳酸亚铁通入空气氧化制取铁红。
整个过程原料综合利用好,经济效益好。
关键词:硫酸亚铁;硫酸钾;氧化铁红;碳酸氢铵;氯化钾;氯化铵中图分类号:TQ110.6 文献标识码:A1 前 言硫酸亚铁又名绿矾。
硫酸法钛白厂每生产1吨钛白粉约副产4.5吨七水硫酸亚铁(FeSO 4・7H 2O),全国每年副产约为75万吨,大部分作废料弃去。
以硫酸亚铁为原料,充分利用其硫资源,开发生产市场较紧俏的硫酸钾产品是十分必要的。
用硫酸亚铁制取硫酸钾,国外文献介绍有复分解法和萃取法。
70年代,前苏联专利报道硫酸亚铁和氯化钠生成复盐后再与氯化钾反应制取硫酸钾,以及硫酸亚铁和氯化钾混合,脱水后经700～1000℃高温反应制取硫酸钾;80年代末以来,芬兰、波兰专利分别报道了硫酸亚铁和氯化钾用萃取法和二步复分解法制取硫酸钾[1,2]。
但迄今为止,尚未见有工业化装置的报道,其中有的是因为高温反应,对材质要求高;萃取法成本较高,经济上不合算;二步复分解法付产物FeCl 3用量极少。
高考化学二轮复习配套复习：主观题综合训练 化学与技术(选考)
化学与技术(选考)【主观题综合训练】化学与技术(选考)1．(2021·开封二模)硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。
回答下列问题。
(1) 高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。
工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下。
发生的主要反应电弧炉SiO+2C Si+2CO↑2流化床反应器Si+3HCl SiHCl+H23还原炉①还原炉中发生主要反应的化学方程式为，该工艺中可循环使用的物质为(填化学式)，用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为。
②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和。
物质Si SiCl4SiHCl3 SiH2Cl2SiH3ClHCl SiH4沸点/℃2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9-111.9③SiHCl3极易水解，其完全水解的化学方程式为。
(2) 氮化硅(Si3N4)是一种高温结构材料，粉末状态的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3反应制取。
粉末状Si3N4遇空气和水都不稳定，但将粉末状的Si3N4和适量氧化镁在230×1.01×105 Pa和185 ℃的密闭容器中进行热处理，可以制得结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料，同时还得到遇水不稳定的Mg3N2。
①由SiCl4和NH3反应制取Si3N4的化学方程式为。
②四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，使生成的Si3N4沉积在石墨表面可得较高纯度的氮化硅，该反应的化学方程式为。
③Si3N4和适量氧化镁在230×1.01×105 Pa和185 ℃的密闭容器中进行热处理的过程中，除生成Mg3N2外，还可能生成(填化学式)物质，热处理后除去MgO和Mg3N2的方法是。
硫酸亚铁液相法制纳米氧化铁的研究
速度最快时的温度低得多 , 所以在适当低温下有 利于晶粒的生成 , 不利于晶粒的长大 , 一般可得
到细小的晶体 。相反 , 提高温度 , 加速了晶体的 长大速度 , 使晶体粒子增大 。 在氧化反应空气量
0.6L /m in、 搅拌 速 度 500r /m in、 氧 化反 应 时 间 2h, pH 为 5、 煅烧温度在 800℃条件下 , 氧化反 应温度对最终产物的影响见表 3。
T3
γ3 (ln (c*
/c))
(4)
结晶速率为 : dm /dt =ADδc* (c /c* -1)
(5)
式中 B为前因子 , γ为晶核的表面 张力 , V 为新相 (a - F eOOH 微 小颗粒 ) 的摩尔体积 , R 为晶核半径 , T 为体系温度 , c*和 c分别为溶液 平衡浓度和实际浓度 , D 为结晶组 分扩散系数 ,
化 。后一种颜色变化过程说明产生了其他铁的氧 化物 , 如 Fe3O 4 、 Fe2O 3 等 。
在没有表面处理的条件下 , 吸油值指标能间 接反映粉体的粒径和微孔结构 , 用纳米氧化铁红
粒径和吸油值指标来讨论各参数对该反应过程的 影响 。 实 验中固 定空气 量 0.6L /m in、 搅拌 速度 500r /m in、 反应温度 30℃、 煅烧温度 800℃, 改 变氧化反应的时间 , 制得的产物性能如表 1。
整 pH 值 , 可以制得 不同色相 的氧化 铁中间体 ,
如表 2。 由此看出 , pH 值 小于 4时 氧化反应几乎 不
能进行 , pH 值大于 6时 , 氧化 速度快并有脱 水 反应产生 , 出现红相 。
表 2 pH 值对氧化铁中间体的影响
T ab le 2 T he influence o f pH va lue on the
定量实验专题(一)：定量实验常见类型
定量实验专题（一）——定量实验常见类型解读姓名：________ 班级：________1.气体定量分析（1）将气体转化为沉淀，通过沉淀的质量得知气体的物质的量，若是将气体转化为沉淀质量或装置变化质量的话：往往需要反应前后赶气，作用且不一样。
反应前是赶杂质干扰气体，反应后是赶待测气体让残留在装置的待测气体吸收完全。
反应中赶气，可能是搅拌溶液或者将能溶于水的气体吹出（2）通过直接测定气体的体积(如量气管、或排水法量筒)（3）特殊物质的测定：不方便直接测定，需要转化为某个物质的方可测定。
比如尿素中氮元素不方便直接测定，可以将其转化为氨气，通过测定氨气以测定尿素。
类型一、分解后未知产物的计算1．硫酸亚铁在工农业生产中具有广泛的应用。
该物质不稳定，受热易分解产生氧化物，具有较强的还原性。
Ⅰ.某学习小组利用如下装置米探究FeSO4受热分解的产物。
（1）甲组同学利用“A接B接C”的装置来验证产物中含有SO2气体。
①连接好装置后，接下来的操作是____________________。
②仪器a的名称是_______________；其作用是____________________。
（2）乙组同学查阅资料得：硫酸亚铁分解的气体产物中除SO2外还有SO3；SO3的熔点为16.8℃，沸点是46.8℃，溶于水放出大量的然，易形成酸雾。
为此设计了“A接D接C”的装置验证产物中含有SO3。
①装置D中的现象是_________________，BaCl2溶液不能用Ba (NO3)2溶液代替的原因是________________。
②装置A中固体变为经红棕色，结合两组同学的实验，写出硫酸亚铁分解的化学方程式______________________。
③取硫酸亚铁样品18.20g，加热分解至恒重时测得固体质量为11.00g(假设杂质不反应)，该硫酸亚铁样品的纯度为__________% (保留小数点后两位，下同)，样品中铁元素的质量分数为_____________。
2020年高考化学专题10铁及其重要化合物含解析41
专题10 铁及其重要化合物1．天然气因含有少量H2S等气体开采应用受限。
T．F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示。
下列说法不正确的是A．该脱硫过程需要不断添加Fe2(SO4)3溶液B．脱硫过程O2间接氧化H2SC．亚铁是血红蛋白重要组成成分，FeSO4可用于治疗缺铁性贫血D．《华阳国志》记载“取井火煮之，一斛水得五斗盐”，我国古代已利用天然气煮盐【答案】A【解析】A.T．F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁（相应反应为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+），硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁（相应反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O），根据反应可知，该脱硫过程不需要不断添加Fe2(SO4)3溶液，A错误；B.脱硫过程：Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，脱硫过程O2间接氧化H2S，B正确；C.亚铁是血红蛋白的重要组成成分，起着向人体组织传送O2的作用，若缺铁就可能出现缺铁性贫血，FeSO4可用于治疗缺铁性贫血，C正确；D.天然气主要成分为甲烷，甲烷燃烧放出热量，《华阳国志》记载“取井火煮之，一斛水得五斗盐”，我国古代已利用天然气煮盐，D正确。
2．在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水。
以下叙述正确的是A．分别还原amolFe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3:2:3B．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液C．铝热剂就是单指Fe2O3粉末和铝粉的混合物D．明矾属于硫酸盐，含结晶水，属于混合物【答案】A【解析】A. amolFe2O3被还原得到6amol电子，则分别消耗H2、Al、CO 3amol、2amol、3amol，物质的量之比为3：2：3，故A正确；B. Fe2O3不溶于水，且和水不反应，应加入盐酸或稀硫酸溶解后再加KSCN溶液，故B错误；C. 作为铝热剂重要组成的金属氧化物，并非氧化铁，也并非泛指所有金属氧化物，而是有一定范围的，即指那些难熔的金属氧化物。
湖南省两校联考2024届高三下学期期中考试化学试题理试卷含解析
湖南省两校联考2024届高三下学期期中考试化学试题理试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题（每题只有一个选项符合题意）1、埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护，使其免受腐蚀，下列说法正确的是（）A．金属棒X的材料可能为钠B．金属棒X的材料可能为铜C．钢管附近土壤的pH增大D．这种方法称为外加电流的阴极保护法2、下列化学用语正确的是A．CCl4分子的比例模型：B．CSO的电子式：C．对硝基苯酚的结构简式：D．16O的原子结构示意图：3、有一种锂离子电池，在室温条件下可进行循环充放电，实现对磁性的可逆调控。
一极为纳米Fe2O3，另一极为金属锂和石墨的复合材料，电解质只传导锂离子。
电池总反应为：Fe2O3+6Li2Fe+3Li2O，关于此电池，下列说法不正确的是A．放电时，此电池逐渐靠近磁铁B．放电时，正极反应为Fe2O3+6Li++6e-= 2Fe+3Li2OC．放电时，正极质量减小，负极质量增加D．充电时，阴极反应为Li++e-=Li4、炼油厂的废碱液含有废油、苯酚钠、碳酸钠等，实验室通过以下两个步骤处理废碱液获取氢氧化钠固体。
下列说法正确的是A．用装置甲制取CO2并通入废碱液B．用装置乙从下口放出分液后上层的有机相C．用装置丙分离水相中加入Ca(OH)2产生的CaCO3D．用装置丁将滤液蒸发结晶得到NaOH固体5、单位体积的稀溶液中，非挥发性溶质的分子或离子数越多，该溶液的沸点越高。
下列溶液中沸点最高的是A．0.01 mol/L的蔗糖溶液B．0.02 mol/L的CH3COOH溶液C．0.02 mol/L的NaCl溶液D．0.01 mol/L的K2SO4溶液6、扑热息痛的结构如图所示，下列关于扑热息痛的描述正确的是A．分子式为C8H10NO2B．扑热息痛易溶于水C．能与Na2CO3溶液反应，但不能与NaHCO3溶液反应D．属于芳香烃7、下列实验原理或操作，正确的是( )A．用广泛pH试纸测得0.1mol/L NH4Cl溶液的pH=5.2B．酸碱中和滴定时锥形瓶用蒸馏水洗涤后，再用待测液润洗后装液进行滴定C．将碘水倒入分液漏斗，加入适量苯振荡后静置，从分液漏斗放出碘的苯溶液D．在溴化钠中加入少量的乙醇，再加入2倍于乙醇的1﹕1的硫酸制取溴乙烷8、比较归纳是化学学习常用的一种方法。
深度解读硫酸亚铁与碳酸氢钠溶液反应
深度解读硫酸亚铁与碳酸氢钠溶液反应车月芬1吴文中2（浙江省越州中学浙江绍兴312075）摘要:通过理论推演，从热力学上揭示FeSO4与NaHCO3溶液反应得到FeCO3而不是Fe(OH)2的原因，通过解读HCO3-在水溶液中的离子行为，提出HCO3-离子的自偶电离(质子自递)理论，从微观、实验两方面阐述FeSO4与NaHCO3溶液的反应机理以及用NH4HCO3制备FeCO3的优势所在。
关键词：硫酸亚铁；碳酸氢钠；碳酸亚铁；自偶电离；铵盐近年来，高考化学试题中出现以下一类复杂的离子反应：2009年北京理科综合卷26题、江苏化学卷16题考查了FeSO4与NH4HCO3溶液的反应，反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCO3-=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；2013年全国新课标27题出现“在CoSO4溶液中加足量的NaHCO3溶液出现沉淀(CoCO3)和气体(沉钴)”等相关问题；2015年山东高考29题关于在CoSO4溶液中加(NH4)2C2O4得草酸钴沉淀等一系列复杂的离子反应问题。
为什么FeSO4与NaHCO3溶液反应得到的是FeCO3而不是Fe(OH)2？这类反应为什么能发生？与“双水解”有何不同？学者朱智铭[1]从理论与实验研究这两方面对这类问题做了阐述，并得出了一些规律性的结论，但没有指出上述反应的微观上的原因，陆军[2]在“关于硫酸亚铁与碳酸氢铵反应的定量分析”一文中通过提出组合平衡来说明混合体系中能得到二氧化碳的定性分析，但其计算得到c(CO32-)=3.36×10-4 mol·L-1却是错误的。
依据NaHCO3溶液中定量关系，精确计算NaHCO3溶液中c(OH-)与c(CO32-)，继而提出HCO3-自偶电离(质子自递)理论，从微观和实验角度全面阐述了FeSO4与NaHCO3溶液的反应原理和细节，理清“双水解”和自偶电离之间的关系，同时指出用NH4HCO3制备FeCO3的优势所在。