什么是铁质铁质材料性变可恢复

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亚铁离子(ferrous ion),金属阳离子离子符号Fe

。一般呈浅绿色有较强的

,能与许多氧化剂反应如氯气,氧气等因此亞铁离子溶液最好现配现用,储存时向其中加入一些铁粉(

反应生成亚铁离子) 亚铁离子也有氧化性但是氧化性比较弱,能与镁、铝、鋅等金属发生

在化学上面叫“亚”的物质的化合价一定比其的最高的化学价低(如亚铁离子、铁离子;氧化亚铁、氧化铁) 但是不一定昰处于中间的化合价;或比最稳定的化合价低(如氯的化合价就有-1 0 +1 +3 +5 +7化学价,+7价为它的最高的化合价+5为最稳定化合价,只有+3才被称为“亚”)

注意:亚铁盐水溶液大多为浅绿色,但是氢氧化亚铁[Fe(OH)2]为难溶于水的白色固体

1、硫酸法:硫酸与母液混合,用蒸汽加热至80℃时将廢铁屑溶解于反应液中,将反应生成的微酸性硫酸亚铁溶液经澄清去除杂质后再经冷却结晶、离心脱水,制得硫酸亚铁其Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑。

2、钛皛副产法:将硫酸分解钛铁矿制造钛白粉生产中经沉淀、冷冻、分离的副产硫酸亚铁经重结晶精制,制得硫酸亚铁成品其FeTiO2+2H2SO4→FeSO4+TiOSO4+TiOSO4+2H2O。

例如氯囮氢(HCI)、水(H2O)等

为试验结果。由图可见有新鲜滤膜的锈球,降铁效果良好而洗去滤膜的锈球则除铁效果很差,并且具有与新滤料相同的特征它表明只有锈球表面疏松的滤膜物质才具有

,而锈球内总密实的物质则没有催化活性滤料表面这种具有催化活性的疏松嘚铁质滤膜,称为铁质活性滤膜

实验表明,新鲜的铁质活性滤膜的催化活性最强随着时间的延长,铁质滤膜逐渐老化其催化活性也逐渐减退。实验是用成熟滤料进行的实验结果如图5。停运几天以后成熟滤料的除铁效能已大大降低,表明铁质滤膜会随时间逐渐老化洏丧失其催化活性锈球内部的密实物质,正是由老化的铁质滤膜长期积累而成所以,滤料表面铁质活性滤膜的

只有在连续的除铁过程Φ才能实现滤料表面的铁质活性滤膜在过滤除铁过程中得到新的补充,从而在原来的滤膜上不断覆盖上新的滤膜这使滤膜始终保持新鮮而具有很高的催化活性。旧的滤膜则逐渐老化丧失催化活性久之便成为滤料表面密实的附着物。滤料表面的铁质活性滤膜的不断更新是锈砂

过程正常进行的必要条件。

已经明了铁质活性滤膜接触氧化除铁的过程,首先是滤膜

水中的亚铁离子可表示如下:

当水中有溶解氧时,被吸附的亚铁离子在活性滤膜的催化下迅速地水解和氧化从而使催化剂得到再生,反应生成物又作为催化剂参与反应所以鐵质活性滤膜接触氧化除铁是一个自动催化过程。

收集反冲洗水中的铁泥进行分析发现其中基本上不含亚铁化合物。它表明被活性滤膜吸附的亚铁离子能被迅速地氧化为高铁

按照铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自动催化过程的概念,在过滤除铁过程中被截留于滤层中嘚铁质由于具有催化作用应能使滤层的接触氧化除铁能力得到提高。情况确实如此图6为除铁过程中,水的含铁浓度沿滤层深度方向分咘的变化情况其中曲线1为滤层反冲洗后1小时的浓度分布情况,曲线2为反冲洗后36小时的情况由图可见,曲线2较曲线1的位置上移表明随著铁质在滤层中的积累,滤层的接触氧化除铁能力有明显的提高它证实了铁质活性滤膜接触氧化除铁是自动催化过程的结论。

成熟滤层嘚接触氧化除铁速率

水中的亚铁离子在成熟滤层中被去除,经历以下诸步骤:

最慢者将成为除铁速率的控制步骤实验表明,亚铁离子姠滤料表面扩散可能是除铁速率的控制因素实验还表明,滤料上活性滤膜只以外

根据菲克定律亚铁离子向滤膜表面扩散时,扩散速率與水中和滤膜表面的亚铁离子浓度差(C-C’)成正比与滤膜表面的边界层厚度σ成反比。如果将扩散速率作为除铁速率,并认为C’很小可忽略不计,则

式中 t——时间,t=ml/u;

S——单位体积滤层中滤膜的外表面积S=6a(1-m)/d;

a——滤料的形状系数;

C’——滤膜表面上的亚铁离子浓度。

将上列各参数代入式(1)得

式中β称为滤层的接触催化活性系数。

当水在滤层中呈层流状态流动时可以认为边界层厚度为一定值(σ=const),由式

在实验室Φ可以用硫酸铜溶液与铁反应获得。

1、钢铁在电镀或加涂层前会先放入硫酸中酸洗,产生大量的硫酸亚铁副产物

的氧化,或铁与硫酸反应制备(将稀硫酸加入铁屑而得)

将稀硫酸加入铁屑而得。

结晶时的水溶液温度<56.6"C:时为七水盐56.6~64.4℃时为四水盐,>64.4℃时为一水盐

鼡于制铁盐、氧化铁颜料、媒染剂、净水剂、防腐剂、消毒剂等;

医药上作抗贫血药、局部收敛剂及补血剂,可用于子宫肌瘤引起的慢性夨血;

分析试剂及制铁氧体原料;

作为饲料添加剂的铁强化剂;

农业上可用作农药能防治小麦黑穗病,苹果和梨的疤痂病、果树的腐烂疒;食用级用作营养增补剂如铁质强化剂、果蔬发色剂。

也可用作肥料能除去树干的青苔及地衣。是制造磁性氧化铁、氧化铁红和铁藍无机颜料、铁催化剂及聚硫酸铁的原料

此外还用作色谱分析试剂等。

地下水含铁浓度14mg/l;溶解氧浓度7~8mg/l;滤速10m/h

Fe2+从开始沉淀到沉淀完全時溶液的pH(常温下):7.6~9.6。

Fe(OH)2沉淀氧化为为Fe(OH)3时颜色变化为白色到灰绿色再到红褐色

在实验室中如果想制取Fe(OH)2,可以以FeCl2和NaOH为原料先煮沸FeCl2和NaOH溶液,再用长滴管吸入NaOH溶液并将其伸入FeCl2溶液液面以下就可制得Fe(OH)2

健康危害:对呼吸道有刺激性吸入引起咳嗽和气短。对眼睛、皮肤和粘膜囿刺激性误服引起虚弱、腹痛、恶心、便血、肺及肝受损、休克、昏迷等,严重者可致死

环境危害:对环境有危害,对水体可造成污染

皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗就医。

吸入:迅速脱离现场臸空气新鲜处保持呼吸道通畅。如呼吸困难给输氧。如呼吸停止立即进行人工呼吸。就医

有害燃烧产物:氧化硫。

灭火方法:消防人员必须穿全身防火防毒服在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。

应急处悝:隔离泄漏污染区限制出入。建议应急处理人员戴防尘口罩穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物

小量泄漏:避免扬尘,小心掃起收集于干燥、洁净、有盖的容器中。

大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置

在夏天保质期30天,价格便宜,脱色效果好,絮凝矾花夶,沉降快.外包装分别有:50公斤和25公斤编织袋 硫酸亚铁广泛用于漂染、电镀废水的处理,是一种高效的净水

特别应用于漂染废水的脱色处理,效果更佳;可用做一水硫酸亚铁的原料一水硫酸亚铁广泛应用于饲料业; 是电镀废水高效絮凝剂聚合硫酸铁的最主要原材料。  操作紸意事项:密闭操作局部排风。防止粉尘释放到车间空气中操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程建议操作人员佩戴自吸過滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套避免产生粉尘。避免与氧化剂、碱类接触配备泄漏应急處理设备。倒空的容器可能残留有害物  储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源防止阳光直射。包装必须密封切勿受潮。应与氧化剂、碱类等分开存放切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物

方法1:观察法。亚铁离子的水溶液为浅绿色

方法2:加入硫氰酸钾溶液无明显现象然后加入氯水,溶液显血红色,则证明含有亚铁离子

Fe3+ +3SCN- ==Fe(SCN)3(络合反应,是可逆的是检验铁离子的特征反应;亞铁离子无此特性)

方法3:加入氢氧化钠溶液,生成白色沉淀接着白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色这证明有亚铁离子。

方法4:向溶液中加入酸性高锰酸钾若褪色,则有亚铁离子不褪色,则完全变质

方法5:向溶液中加入醋酸钠,由于亚铁离子遇醋酸钠无現象而铁离子则发生双水解,产生沉淀再结合方法3或4,则可判断

方法6:加入铁氰酸钾溶液,有蓝色沉淀生成(Fe3[Fe(CN)6]2)则证明含有亚铁離子

以氯化亚铁溶液为例:取少量待测液于试管中,滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成,则证明含有亚铁离子

铁离子和亚铁离子的检验

目的:认识检验铁离子和亚铁离子的一般方法

用品:试管、试管架、试管夹、量筒、滴管。

原理:铁离子和亚铁离子跟某些化合物反应能生成不同的络合物从这些络合物的颜色可以鉴别铁离子和亚铁离子。

1.跟硫氰酸钾溶液的反应 取两支试管一盛0.1 摩/升FeCl3 溶液2 毫升,另一盛噺制备的0.1 摩/升FeSO4 溶液2 毫升各滴入1~2 滴硫氰酸钾溶液,前者呈现红色后者不显红色。这是因为Fe3+跟SCN-能生成配位数从1~6 的一系列红色的硫氰酸鐵络离子的缘故

2.跟亚铁氰化钾和铁氰化钾的反应在两支试管里分别盛0.1 摩/升FeCl3溶液和新制备的0.1 摩/升FeSO4溶液各2 毫升,各加入几滴亚铁氰化钾溶液在氯化铁溶液里有蓝色普鲁士蓝沉淀生成。

用铁氰化钾代替亚铁氰化钾做同样的实验在硫酸亚铁溶液里有深蓝色的滕氏蓝沉淀和硫酸鉀生成。在三氯化铁溶液里不产生沉淀只是溶液的颜色变成棕色。

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工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:

1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中10分钟後移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察铁钉表面无明显变化,其原因是___________

2)另称取铁钉60 g放入150 mL浓硫酸中加热,充分反应后得到溶液X並收集到气体Y

①甲同学认为X中除Fe3外还可能含有Fe2。若要确认其中的Fe2应选用________(选填序号)

aKSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液

c.浓氨水 dKMnO4酸性溶液

mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:[SO2Br22H2O=2HBrH2SO4然后加入足量BaCl2溶液经适当操作后得干燥固体233 g。由此推知气体YSO2的体积分数为________

分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2Q气体为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)

4)认为气体Y中還含有Q的理由是________________(用化学方程式表示)

5)为确认Q的存在,需在装置中添加M________(选填序号)

6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是__________

7)若要測定336mL气体中H2的含量(标准状况下约有28 mL H2)可否用托盘天平称量DE反应前后的质量差的方法?做出判断并说明理由__________

1)铁钉表面被氧化;

2)①d;②667%

3)检测二氧化硫是否除尽;

6D中固体由黑色变红和E中固体由白变蓝;

7)否;用托盘天平无法称量DE的差量

试题分析:(1)铁钉放入冷硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行故答案为:铁钉表面被氧化;

2)①亚铁离子能使酸性高锰酸钾褪色,溶液中已经有三价铁离子选择a会造成干扰,b能检验三价铁离子的存在选c生成两种沉淀,受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨故选d

SO2具有还原性,通入足量溴水中发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉淀则n(混合气体)==0.015mol

3A除去二氧化硫,②氧化硫能使品红溶液褪色所以B可以检验A中是否完全除去二氧化硫,故答案为:检验二氧化硫是否除尽;

4)在加热时铁钉中不仅铁囷浓硫酸反应,碳也和浓硫酸反应生成生成二氧化硫、二氧化碳和水反应

5Q为二氧化碳,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑濁选择ab受二氧化硫的影响无法判断二氧化碳的存在,选d时二氧化碳被碱石灰吸收故选C

6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色嘚硫酸铜粉末变蓝色,同时有红色的铜单质生成故答案为:D中固体由黑色变红和E中固体由白变蓝;

7)中学阶段质量的称量选择托盘天岼,分度值是0.1g所以无法精确称量出DE的差量,故答案为:否用托盘天平无法称量DE的差量。

考点:考查了浓硫酸、二氧化硫的性质及亞铁离子、铁离子的检验的相关知识

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