硫酸亚铁的制备
一种采用烧渣制备高纯硫酸亚铁的工艺,它是将硫铁矿烧渣与超细化的硫铁矿、工业硫酸进行酸溶与还原的一体化反应,得到硫酸亚铁浆料,对浆料进行溶解、过滤得到硫酸亚铁溶液,对硫酸亚铁溶液浓缩、冷却、结晶、离心分离,得到高纯的硫酸亚铁产品----七水硫酸亚铁晶体,该七水硫酸亚铁可直接用于高品位的氧化铁系列颜料的制备。大部分结晶母液去反应釜,回收其中的游离硫酸、硫酸铁、硫酸亚铁等有效成分。本发明生产的硫酸亚铁纯度大于99.0%,硫酸的消耗量低,生产的七水硫酸亚铁纯度高,直接用于氧化铁系列颜料的制备,简化了采用硫酸亚铁制备氧化铁系列颜料的工艺,是采用烧渣制备高品位的铁颜料中最为关键的技术。工艺流程如下:
铁为机体所必需的元素,是血红蛋白的组成物质,也是肌红蛋白、细胞色素和某些酶 (细胞色素酶、细胞色素氧化酶、过氧化酶等) 的组成成分。正常机体有足够营养或有足够铁补充情况下,动物一般不会缺铁,但当急性或慢性失血,以及某些疾病引起缺铁性贫血的情况下,给予铁剂治疗,疗效明显而迅速。铁剂以亚铁离子的形式在十二指肠吸收,缺铁时也能从胃和小肠下部吸收。但钙、磷、鞣酸使铁盐沉淀,妨碍铁的吸收。主要用于慢性失血、营养不良、孕畜及哺乳期仔猪等的缺铁性贫血。
七水硫酸亚铁﹙FeSO4·7H2O﹚熔点64℃,在90℃失去六分子结晶水,在300℃失去全部结晶水。而成为白色无水粉末物,比重3.4,溶于水又变成拉绿色,几乎不溶于乙醇。硫酸镁溶于乙醇,可以将硫酸镁和硫酸亚铁分离。
(2)操作b中控制“一定量空气”的目的是防止Fe(OH)2全部转化为Fe(OH)3;过滤需要的仪器有:玻璃棒、铁架台、烧杯和漏斗,玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗;故答案为:防止Fe(OH)2全部转化为Fe(OH)3;漏斗;
(3)操作c的过程中,蒸发、结晶、过滤发生的只有物理变化;故答案为:物理
(4)工业上不能用铁在氧气中燃烧的方法来直接获得复印用Fe3O4粉,因为成本太高,而且不好控制三价铁和二价铁的比例,故答案为:不能
【答案解析】试题分析:在解答物质分离提纯试题时,选择试剂和实验操作方法应遵循三个原则:
1.不能引入新的杂质(水除外),即分离提纯后的物质应是纯净物(或纯净的溶液),不能有其他物质混入其中;2.分离提纯后的物质状态不变;3.实验过程和操作方法简单易行,即选择分离提纯方法应遵循先物理后化学,先简单后复杂的原则。A、锌的金属性强于铁和铜的,因此锌能置换出铁和铜,得不到硫酸亚铁,A不正确;B、镁的金属性强于铁和铜的,因此镁能置换出铁和铜,得不到硫酸亚铁,B不正确;C、铁能和硫酸铜反应生成硫酸亚铁、铜,与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,因此可以达到除杂的目的,C正确;D、铝的金属性强于铁和铜的,因此铝能置换出铁和铜,得不到硫酸亚铁,D不正确,答案选C。
考点:考查物质的分离与除杂
一、由七水合亚铁制备一水合亚铁的方法:
原料:钛白副产品七水硫酸亚铁和硫酸:工业产品,98%铁粉;
主要设备:搪瓷反应釜, 2台过滤器,1台干燥机和1台粉碎机,1台锅炉;
在它和硫酸亚铁的传统提质提纯中,以钛白粉的副产物为原料,采用湿法除杂脱水一步法制备饲料级硫酸亚铁一水物。该工艺操作简单,生产周期短,产品质量稳定,纯度高,为钛白粉厂减少污染、有效利用副产品硫酸亚铁,开辟了一条新途径,具有良好的社会效益和经济效益。
二、将七水合亚铁升级为一水合亚铁的方法
传统工艺是用湿法除去七水硫酸亚铁中的杂质,然后用干法脱水得到一水物,或用包衣剂制备包衣饲料用硫酸亚铁。它在56.7失去3H2O,在64失去6H2O,在73变成白色,在80溶解,在90熔化,在300失去所有结晶水。如果用直接干燥法将它变成一水合物,要在80以下进行。但由于温度低,水分蒸发慢,脱水周期长,生产效率低。从硫酸亚铁在水中的溶解度与温度的关系可知,将温度保持在64~90之间,使硫酸亚铁达到饱和状态,可以得到一水硫酸亚铁。根据上述原理,将七水硫酸亚铁溶解在稀硫酸溶液中,升温至沸腾,蒸发掉一部分水,即在高温下生成灰白色的硫酸亚铁一水合物。
| (1)Fe+2Fe 3+ ===3Fe 2+ (2)加入硫酸,H + 浓度增大,使Fe 2+ +2H 2 O Fe(OH) 2 +2H + 的平衡向逆反应方向移动,从而抑制Fe 2+ 的水解 (3)Fe 2+ +2HCO 3 - ===FeCO 3 ↓+CO 2 ↑+H 2 O;4FeCO 3 +6H 2 O+O 2 ===4Fe(OH) 3 ↓+4CO 2 (4)取少量洗涤后的溶液放入试管中,滴加盐酸酸化的BaCl 2 溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净 (5)288.0 |