(15分)Fe
2O
3俗稱氧化鐵紅,常用作油漆著色劑。工業(yè)以煤矸石(主要成分:SiO
2 49.5%;Fe
2O
3 20.6%;Al
2O
318.9%,以及MgO、FeO等其他雜質(zhì))制備并研究氧化鐵紅的應(yīng)用。
(一)制備氧化鐵紅
1.預(yù)處理:將煤矸石粉碎,在350℃下焙燒2小時。
2.加酸溶解:將預(yù)處理后的煤矸石溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%過量的硫酸溶液中,過濾。在濾液中加入的H
2O
2。
3.調(diào)節(jié)pH:在上述濾液中加1mol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH,再過濾,得到濾渣。
4.產(chǎn)品處理:將濾渣進(jìn)行水洗、烘干、煅燒、研磨、過篩得產(chǎn)品。
已知部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表
沉淀物
| Fe(OH)3
| Al(OH)3
| Fe(OH)2
| Mg(OH)2
|
開始沉淀
| 1.3
| 3.3
| 7.5
| 10.3
|
完全沉淀
| 2.8
| 5.2
| 9.7
| 12.2
|
請回答下列問題:
(1)預(yù)處理時,將煤矸石焙燒2小時的目的是
。
(2)酸浸操作中,過量H
2SO
4的作用是
。
在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行該操作時,用到玻璃儀器有
、
。
(3)用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH的最佳范圍是
。若從第二次過濾的濾液中獲取較純凈的硫酸鎂晶體,應(yīng)補(bǔ)充的操作是
、洗滌后,干燥即得。
(4)產(chǎn)品處理時,對濾渣水洗的操作是
。
(二)分析與討論:
(5)產(chǎn)品處理時,煅燒溫度對產(chǎn)品的純度有很大影響。已知溫度對產(chǎn)物純度的影響如圖1所示,則煅燒時溫度最好控制在
℃。
(6)吸油量是反映氧化鐵紅表面性質(zhì)的重要指標(biāo)。吸油量大,說明氧化鐵紅表面積較大,則用在油漆中會造成油漆假稠,影響質(zhì)量。不同濃度的兩種堿溶液對產(chǎn)物吸油量影響如圖2所示,則上述生產(chǎn)中在調(diào)節(jié)溶液pH時,選用NaOH溶液而不選用氨水的原因是
。