氢氧化亚铁制备的三种方法
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氢氧化亚铁制备
氢氧化亚铁是一种重要的化学物质,在工业上有着广泛的应用。
它是由氢氧化钠反应亚铁氢气而制得,即氢氧化亚铁反应。
氢氧化亚铁反应可以概括如下:Fe +2NaOH +3H2→ Fe(OH)3 +2NaH。
该反应可以由若干种结构组成,其中最主要的组成部分包括硫酸钠、氢氧化钠和氢氧化亚铁。
当氢氧化钠和氢氧化亚铁组合时,将形成激烈变化,从而产生氢氧化亚铁。
在制备氢氧化亚铁的过程中,主要的技术要素有:分离、脱水、熔融、电解、细致之类。
首先,将灰铁进行分离,将其中的纯铁和其他杂质分离出来,然后将纯铁块放入脱水机进行脱水,去除水分;之后,将脱水好的铁块放入熔融炉中熔融,当其完全熔融之后,可以获得熔融铁條;接着将熔融铁放入电解槽中进行电解,电解过程中将电解出氢氧化亚铁。
最后,再将所得氢氧化亚铁经过细致,将其转换为粉状,以便更好地利用。
以上就是氢氧化亚铁制备的步骤,为了获得更高质量的氢氧化亚铁,实验过程中要控制住各个参数,尤其是温度的控制,因为温度的变化将会直接影响氢氧化亚铁的最终结果。
制备氢氧化亚铁的方法氢氧化亚铁是一种重要的化工原料,广泛应用于陶瓷、橡胶、制药等行业。
本文将详细介绍制备氢氧化亚铁的几种常见方法,供读者参考。
一、化学沉淀法化学沉淀法是制备氢氧化亚铁最常用的方法之一。
该方法的原理是利用亚铁盐与氢氧化物反应生成氢氧化亚铁沉淀。
具体步骤如下:1.准备亚铁盐溶液:将适量的亚铁盐(如硫酸亚铁、氯化亚铁等)溶解在水中,搅拌均匀。
2.沉淀反应:向亚铁盐溶液中加入适量的氢氧化钠或氢氧化钾溶液,同时保持反应温度在30-40℃之间。
此时,亚铁离子与氢氧化物离子反应生成氢氧化亚铁沉淀。
3.过滤、洗涤:将生成的氢氧化亚铁沉淀通过过滤、洗涤,去除杂质,得到纯净的氢氧化亚铁。
4.干燥:将洗涤后的氢氧化亚铁沉淀在低温下干燥,得到氢氧化亚铁粉末。
二、电解法电解法也是一种常见的制备氢氧化亚铁的方法。
该方法通过电解亚铁盐溶液,使亚铁离子在阴极上还原生成氢氧化亚铁。
具体步骤如下:1.配制亚铁盐溶液:选择适当的亚铁盐(如硫酸亚铁、氯化亚铁等),将其溶解在水中,形成一定浓度的溶液。
2.电解:将亚铁盐溶液放入电解槽中,在阴极和阳极之间施加直流电压。
亚铁离子在阴极上还原生成氢氧化亚铁,同时阳极产生氧气。
3.收集产物:将电解过程中生成的氢氧化亚铁沉淀通过过滤、洗涤、干燥等步骤,得到纯净的氢氧化亚铁。
三、生物法生物法是利用微生物将亚铁离子氧化为氢氧化亚铁的方法。
该方法的优点是环保、能耗低,但反应速率较慢。
具体步骤如下:1.选择适宜的微生物:筛选具有氧化亚铁离子能力的微生物,如铁细菌、硫细菌等。
2.培养微生物:将选定的微生物在富含亚铁离子的培养基中进行培养,使其大量繁殖。
3.氧化反应:将培养好的微生物加入亚铁盐溶液中,微生物将亚铁离子氧化为氢氧化亚铁。
4.收集产物:通过过滤、洗涤、干燥等步骤,得到纯净的氢氧化亚铁。
总结:制备氢氧化亚铁的方法有化学沉淀法、电解法和生物法等。
各种方法各有优缺点,可根据实际需求选择合适的方法进行制备。
制备氢氧化亚铁的方法
氢氧化亚铁(Fe(OH)2)的制备方法有多种,以下为一种常用方法:
材料:
1. 铁粉(Fe)
2. 醋酸钠(NaCH3COO)
3. 氢氧化钠(NaOH)
4. 水(H2O)
步骤:
1. 将一部分铁粉(Fe)加入适量的水(H2O)中,搅拌使其完全湿润。
2. 将醋酸钠(NaCH3COO)逐渐加入铁粉溶液中,并继续搅拌,直到产生稀释盐酸(HCl)气体停止为止。
3. 逐渐加入氢氧化钠(NaOH),并继续搅拌,直到溶液变为混浊的灰色沉淀。
4. 将混浊的沉淀用过滤纸或滤芯分离出来,用水洗净以去除未反应的化学品。
5. 将得到的湿沉淀置于开放空气中晾干,或者在低温烘箱中加热干燥。
注意事项:
- 在操作过程中,需要注意使用适当的眼部和呼吸保护设备,以避免化学品对人体的伤害。
- 该实验涉及到的化学品可能有毒,应在通风良好的实验室中进行,并遵循相关的实验规范。
微专题14 氢氧化亚铁、高铁酸盐的制备1.(2019·浙江·高考真题)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
Array请回答:(1) 仪器1的名称________。
装置5的作用________。
(2) 实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。
请为装置作一处改进,使溶液能进入4中________。
(3) 装置改进后,将3中反应后溶液压入4中,在4中析出了灰绿色沉淀。
从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因________。
【答案】(1) 滴液漏斗(分液漏斗)液封,防止空气进入装置4(2)在装置2、3之间添加控制开关(3)装置4内的空气没有排尽【解析】该装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中,先将铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4,再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应,得到Fe(OH)2,注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。
(1)观察仪器1特征可知是分液漏斗或者滴液漏斗,该反应需要置于无氧环境,注意这里跟防倒吸无关,可知装置5的作用是液封,防止空气进入装置4。
(2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。
如此操作,不行的原因在于仪器1产生的H2从左侧导管溢出,那么没有足够的压强不能将FeSO4溶液挤出,因而在装置2、3之间添加控制开关即可。
(3)灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化,因为装置4中空气没有完全排尽。
2.(2022·北京东城·统考二模)以相同的流速分别向经硫酸酸化和未经酸化的浓度均为0.1mol·L-1的FeSO4溶液中通入O2.溶液中pH随时间的变化如下图所示。
已知:0.1mol·L-1Fe3+生成Fe(OH)3,开始沉淀时pH=1.5,完全沉淀时pH=2.8下列说法不正确的是A.由图1可知,酸化的FeSO4溶液中发生反应:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2OB.图2中,t=0时刻,FeSO4溶液pH=5.7是由于Fe2+发生了水解反应C.由图2可知,未酸化的FeSO4溶液中发生反应生成Fe(OH)3的同时还生成了H+D.若向FeSO4溶液中先加入过量NaOH溶液再通入O2,pH先增大后明显减小【答案】D【解析】A.由图1可知,向酸化的FeSO4溶液中通入氧气,溶液的pH值未超过1.4,则亚铁离子被氧化为铁离子,还没开始沉淀,即发生的氧化还原反应为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,A正确;B.由于未加硫酸酸化,但t=0时刻,FeSO4溶液pH=5.7,则说明是亚铁离子水解导致的,其水解方程式为:Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,B正确;C.由图2的曲线变化趋势可知,溶液中的反应使其pH值下降,根据氢氧化铁的沉淀范围可知,氧气将亚铁离子氧化为氢氧化铁沉淀,同时生成氢离子,该反应为:4Fe2++O2+10H2O =4Fe(OH)3↓+8H+,C正确;D.根据所给条件可知,若向FeSO4溶液中先加入过量NaOH溶液再通入O2,发生的反应为:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3,所以加入氢氧化钠后,溶液的pH会增大,通入氧气后,由于消耗水,溶液中氢氧根离子浓度会继续增大,D错误;故选D。
氢氧化亚铁制取方法的改进氢氧化亚铁(FeOOH)是一种重要的氧化物,广泛应用于环境治理、废水处理、整治土壤污染等领域。
氢氧化亚铁的制备方法主要有沉淀法、水热法、水热还原法等,其中沉淀法是最为常用的制备方法。
传统的沉淀法存在很多问题,如产物颗粒粗糙、过程时间长、产量低等,不能满足高效、节能、环保的生产要求。
急需对氢氧化亚铁制备方法进行改进,提高制备效率和产品质量。
本论文将从氢氧化亚铁制备方法的优化出发,介绍一种改进的方法,并对其进行实验验证。
传统的沉淀法制备氢氧化亚铁是将铁离子(如FeCl3、FeSO4等)溶于水中,然后加入氨水、碱等碱性物质,生成氢氧化亚铁沉淀。
该过程的化学反应式如下:Fe3+ + 3OH− → Fe(OH)32Fe2+ + 2OH− → Fe2O3·H2O其中第一个反应生成的产物为氢氧化铁(Fe(OH)3),需要通过还原反应转化为氢氧化亚铁。
第二个反应直接生成氢氧化亚铁的混合物(Fe2O3·H2O)。
经过多次洗涤、干燥等处理,得到最终的氢氧化亚铁产品。
传统的氢氧化亚铁制备方法存在很多问题。
产生的氢氧化铁(Fe(OH)3)颗粒粗糙,效率低下;还原反应要求强还原剂(如亚硫酸氢钠、硼氢化钠等),产生大量废液和废气,造成环境污染;该方法时间长,产量低,不利于大规模生产。
对氢氧化亚铁制备方法进行改进势在必行。
针对传统氢氧化亚铁制备方法存在的问题,本文提出了一种改进方法,采用溶液共沉淀法制备氢氧化亚铁。
该方法不需要强还原剂,产物粒径小,形状均匀,而且能够在较短时间内制备大量的氢氧化亚铁产品。
具体步骤如下:(1)将Fe2+和Fe3+的混合溶液与NaOH的混合溶液按1:2比例混合。
(2)在搅拌下,缓慢滴加NaOH溶液,继续搅拌30分钟。
(3)停止搅拌,沉淀约30分钟左右。
(4)除去上清液,用纯水洗涤沉淀3次。
(5)将沉淀在空气中风干,或在150℃下烘干。
该制备方法的化学反应式如下:通过反应式可以看出,该方法利用了Fe2+与Fe3+之间的氧化还原反应生成氢氧化亚铁。
专题十四氢氧化亚铁制备
作者:汤国柱
来源:《广东教育·高中》2015年第11期
高考动向
理解和掌握氢氧化亚铁制备的特殊性,从而加深对氢氧化亚铁的不稳定性强、还原性的认识、记忆和巩固。
考点分析
氢氧化亚铁制备。
(1)原理:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓
(2)操作步骤:往硫酸亚铁溶液中滴入少量氢氧化钠溶液。
现象:先产生白色沉淀,后白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,化学方程式:
Fe2++2OH-Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(红褐色)
(3)注意事项:
空气中Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3。
考点突破
1. 成功制备Fe(OH)2的关键。
解析:Ⅰ.(1)钠的密度在煤油和水之间,与水反应生成NaOH和氢气,生成的NaOH和FeSO4反应生成Fe(OH)2沉淀,所以反应的现象为钠在煤油和FeSO4溶液之间跳动,有气泡生成。
(3)利用电解原理生成Fe(OH)2,所以阳极为金属铁,生成Fe2+,阴极为惰性电极碳棒,电解质溶液电解生成OH-,则符合条件的电解质溶液为NaCl溶液。
生成的Fe (OH)2易被氧气氧化,所以加热煮沸除去溶液中溶解的氧气。
Ⅱ.(1)根据资料信息及配色原理可知灰绿色物质应是氢氧化亚铁晶体,化学式为Fe(OH)2·nH2O。
(2)Fe3(OH)8可写成FeO·Fe2O3·4H2O,可利用检验Fe3+的方法来检验。
(作者单位:蕉岭县蕉岭中学)
责任编校李平安。
氢氧化亚铁和氢氧化铁的制取课题:氢氧化亚铁和氢氧化铁的制取摘要:氢氧化亚铁与氢氧化铁都是重要的无机化合物,本文介绍了两者的主要性质,并讨论了它们的制取方法。
以铁和氢氧化钠为原料,采用催化反应的方法,可在一定的pH值和温度条件下,形成氢氧化铁以及相应的氢氧化亚铁。
另外,采用碱溶解法、湿法法等,也可以制取氢氧化铁和氢氧化亚铁。
本文还介绍了高化氢氧化铁、氢氧化铁凝胶等制备过程。
关键词:氢氧化亚铁,氢氧化铁,催化,碱溶解,高化IntroductionHydrated ferric oxide and ferrous hydroxide are important inorganic compounds. They have a variety of physical and chemical properties, and have a wide range of applications in chemical production and life. This paper introduces the main properties of the two, and discusses their preparation methods, so as to provide references for the production of ferric hydroxide and hydrous ferric oxide.1 Properties of Hydrated Ferric Oxide and FerrousHydroxideHydrated ferric oxide, chemical formula is Fe(OH)3, is an amorphous white-gray powder. The structure is three-dimensional, the crystals are in a rhombic crystal system,and its Mohs hardness is up to 4-4.5. Under normaltemperature and pressure, it has a melting point of 630-650 °C, a boiling point of 7000-9000 °C and specificgravity of 5.28-5.32 g/cm3. Soluble in acids and ammonium salts, insoluble in water, almost insoluble in ethanol,alkali and other organic solvents. The lattice constants area = 5.35 Å and c = 6.41 Å.Ferrous hydroxide, chemical formula Fe(OH)2, is an amorphous light grey powder. Its structure is three-dimensional and of rhombic crystal system. Under normal temperature and pressure, it has melting point at 667℃,boiling point of 6500-7000℃ and specific gravity of 4.19g/cm3. It is soluble in acids and alkalis, almost insolublein water, ethanol, and other organic solvents. The lattice constants are a = 4.9680 Å and c = 4.7144 Å.2 Method of Preparing Hydrous Ferric Oxide and Ferrous Hydroxide2.1 Catalytic Reaction MethodThe catalytic reaction method is to use iron and sodium hydroxide as raw materials, under the condition of thecertain pH value and temperature, the reaction of ferrous hydroxide and sodium hydroxide is carried out, and the products of ferrous hydroxide and hydrous ferric oxide are formed. First, the iron and sodium hydroxide are weighed according to the molar ratio of 1:3, and then the solution is stirred evenly and heated to 100℃. Under the basic condition, the reaction progresses rapidly, and the reaction reaches the end after 1.5h. Finally, the products are cooled, filteredand washed with deionized water, and then dried to obtain the products.2.2 Alkali Dissolution MethodAlkali dissolution method is to use a large amount of strong alkali, such as caustic soda and caustic potash, as the dissolution agent to obtain the correspondingproducts.The method is as follows: about 20 g of iron oxideis divided into two parts, one of which is added to the aqueous solution of caustic soda at a concentration of 26.9%, and the other is added to the aqueous solution of caustic potash at a concentration of 35.3%. After three hours of stirring at about 60℃, the reaction is over. Then use filter paper to filter out insoluble substances, and wash with deionized water repeatedly to obtain the product. After drying, the products are hydrous ferric oxide and ferrous hydroxide.2.3 Wet ProcessUsing FeCl2, FeCl3 and NaOH as raw materials, FeOH2 andFe(OH)3 can be obtained by wet process. The reacting system needs to be controlled at the alkaline side. The molar ratio of Fe2+ and Fe3+ is 1:1, and the molar ratio of Fe3+ and NaOH is 1:3. The production method is as follows: firstly, prepare the FeCl2 and FeCl3 aqueous solution in the beaker according to certain concentration. Then slowly add a certain concentration of NaOH aqueous solution to the FeCl2, FeCl3 aqueous solution, and use the magnetic stirrer to make the FeCl2 and FeCl3 aqueous solution evenly dispersed in the NaOH aqueous solution. After stirring for 1 hour at the same temperature, the reaction is over and the products formed are hydrous ferric oxide and ferrous hydroxide. After cooling andfiltration, the product of the reaction is obtained bywashing with deionized water and drying.2.4 Preparation of High-Metallized Ferric HydroxideHigh-metallized ferric hydroxide has higher Ferric hydroxide content and better stability. Its preparationmethod is as follows: firstly, prepare the FeCl2, FeCl3 aqueous solution and the NaOH aqueous solution with certain concentration. Then, slowly add NaOH aqueous solution toFeCl2, FeCl3 aqueous solution, add FeCl2, FeCl3 aqueous solution and NaOH aqueous solution in the ratio of 1:3:3, and add the average particle diameter 0.3-3μm ferric hydroxide into the mixture solution. After stirring, the molar ratio of Fe2+ with NAOH should be controlled to be 1:[2~2.5], and the reaction time should be 1-2h. After the reaction is completed, it can be obtained after cooling, filtering and washing with deionized water.2.5 Preparation of Ferric Hydroxide GelThe preparation of ferric hydroxide gel includes two steps. The first step is the preparation of ferric hydroxide. Please refer to the catalytic reaction method in the above paragraph 2.1 for details. The second step is to add the ferric hydroxide solution obtained in the first step into a neutral gelator solution, and evenly mix them, and stir for 30 minutes. Then, the obtained gel is washed with deionizedwater several times and dried for a certain time to obtainthe finished product. Experiments have shown that thegelation rate of ferric hydroxide was up to 70%.ConclusionThat's all for this article. In summary, hydrated ferric oxide and ferrous hydroxide have many important physical and chemical properties, and they have high application value in chemical production and life. This paper mainly introducesthe properties of hydrated ferric oxide and ferrous hydroxide, and discusses their preparation methods. By catalytic reaction, alkali dissolution, wet process and other methods, hydrous ferric oxide and ferrous hydroxide can be prepared.In addition, this paper also introduces the preparation process of high-metallized ferric hydroxide and ferric hydroxide gel, so as to provide references for thepreparation of the two products.。
高中化学氢氧化亚铁的制备实验氢氧化亚铁的制备实验一在于减少溶液中氧气的含量,要隔绝溶液与空气的接触,尽可能减少中间过程,减少和溶液中溶解氧气的机会,达到充分减少溶液氧气含量的目的;二在于减少溶液中高铁离子Fe3+存在的机会,除去高铁离子Fe3+,又不引入新的杂质,一般选用还原铁粉来还原高铁离子Fe3+,一般在实验中采用新制的硫酸亚铁与NaOH溶液反应,来制取Fe(OH)2沉淀。
方法探究:1.隔绝空气的复分解反应法思路:配制FeSO4溶液所用的蒸馏水及NaOH溶液均临时煮沸再冷却使用;在盛FeSO4溶液的试管中加盖一层油脂或苯等等密度比水小的有机物,以防溶液与空气直接接触。
操作过程:⑴新制6mL左右的FeSO4溶液。
⑵在上述试管中用特制的长滴管迅速直接将已经煮沸处理的NaOH溶液伸入FeSO4溶液下层滴加(或直接加NaOH固体2~3粒),轻轻振荡(注意:不要破坏油膜),可观察到Fe(OH)2的白色沉淀生成。
实验特点:操作简便,现象明显,Fe(OH)2可保存较长时间。
2.氢气氛中复分解反应法实验装置:试管I中装有Fe粉及稀硫酸;试管II中装有煮沸过的NaOH溶液。
思路:打开止水夹,利用铁粉与稀硫酸反应生成的氢气,将试管I和试管II中的空气排尽,这样可得到无氧气的一个封闭体系,关闭止水夹,这样产生的氢气,使试管I中压强增大,这样,可使试管I中产生的新制的硫酸亚铁进入试管II中,从而制得纯净的氢氧化亚铁沉淀。
操作过程:⑴将该装置固定在铁架台上,在试管II中加入煮沸过的NaOH 溶液,并使之没过试管II中的长玻璃导管口。
⑵在试管中I加入铁粉,再加入稀硫酸溶液,并使液面没过试管I中长玻璃导管口。
⑶打开止水夹,这样产生的氢气得以顺利进入试管II中,并可在试管II的导气口收集氢气,通过检验氢气的纯度来检验氢气是否收集满。
⑷如果氢气的验纯时,发出“噗”的响声,可关闭止水夹,这样不断产生的氢气使试管I中的压强增大,从而使试管I 的新制的硫酸亚铁进入试管II中,这样在试管II中长玻璃导管口可观察到白色氢氧化亚铁沉淀。
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有三种常用的制备氢氧化亚铁的方法:
1.通过铁粉和过氧化氢的反应制备。
2.通过铁粉和水氧化钠的反应制备。
3.通过铁粉和氢氧化钠的反应制备。
对于第一种方法,一般采用铁粉和过氧化氢在酸性条件下反应制备氢氧化亚铁。
这种方法的优点是反应速率快,产率高。
第二种方法,采用铁粉和水氧化钠在碱性条件下反应制备氢氧化亚铁。
这种方法的优点是反应温度较低,反应条件较宽。
第三种方法,采用铁粉和氢氧化钠在碱性条件下反应制备氢氧化亚铁。
这种方法的优点是反应条件较简单,反应速率快。
需要注意的是,这三种方法都需要经过纯化和干燥处理,才能得到高纯度的氢氧化亚铁产品。
此外,在制备氢氧化亚铁时还有其他一些方法,例如通过铁氧化物和过氧化氢的反应制备,或者采用铁粉和过氧化氢在高温高压条件下反应制备。
这些方法都有不同的优缺点,选择具体的制备方法需要根据实际需要进行考虑。
此外,对于氢氧化亚铁的后续应用,也有很多不同的领域,例如用于高纯铁的制备,用于高纯钛的制备,用于高纯铬的制备等。
在这些领域中,氢氧化亚铁都起着重要的作用。
总而言之,氢氧化亚铁是一种重要的化学试剂和工业原料,其制备方法和应用领域非常广泛。