Question

【題目】某菱鐵礦的主要成分是FeCO3,還含有SiO2、少量CaCO3和 Al2O3。下圖是利用該菱鐵礦制備磁性Fe3O4膠體粒子的簡要工藝流程：

（1）菱鐵礦石粉碎的目的是______________________________；堿浸可否用較便宜的Ca(OH)2替代NaOH?說明理由：______________________________________________。

（2） “不溶物”加稀鹽酸可否改用不易揮發的稀硫酸？說明理由___________________________________________；“不溶物”加稀鹽酸后“部分氧化”之前還有項操作，化學實驗名稱為__________。

（3） “部分氧化”離子方程式為________________________________________。

（4）如何實驗驗證“部分氧化”的濾液中存在Fe2+?__________________________________________________________________________________。

（5）Fe3O4膠粒的直徑的范圍是______________________。

Answer 1

【答案】 增大固體表面積，提升“堿浸”時的化學反應速率 不能，Ca(OH)2溶解度較小不能順利溶解鐵礦中的Al2O3 不可，CaSO4微溶很難除凈固體中的CaCO3 過濾 ClO3- + 6H+ + 6Fe2+ = Cl- + 6Fe3+ + 3H2O 往試樣中滴加高錳酸鉀酸性溶液，高錳酸鉀紫紅色褪去，說明濾液中尚存Fe2+（或其它合理答案） 1～100nm（或10-9～10-7m等合理答案）

【解析】（1）顆粒越小，顆粒比比表面積越大，越有利于提高反應的速率；不能，用Ca(OH)2替代NaOH，因為Ca(OH)2在水中溶解度較小，不足以溶解鐵礦中的Al2O3；

(2)不能，因為加入的稀硫酸會生成CaSO4，其微溶于水，不利于固體中的CaCO3的溶解；化學試驗名稱為過濾，出去將溶液中SiO2和Fe(OH)2過濾出來。

（3）“部分氧化”為ClO3-將2價鐵氧化，同時Cl元素被還原為Cl-，反應的離子方程式為：ClO3- + 6H+ + 6Fe2+ = Cl- + 6Fe3+ + 3H2O。

（4）檢驗三價鐵中的二價鐵最常考的方法是：滴加KMnO4的酸性溶液，紅色退去，證明含Fe2+；

（5）因為Fe3O4為膠體，其膠粒直徑的范圍為1~100nm，粒子直徑小于1nm的為溶液，大于100nm的為濁液。