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  • 1. (2018·日照模拟) 纳米级Fe3O4呈黑色,因其有磁性且粒度小而在磁记录材料、生物功能材料等诸多领域有重要应用,探究其制备和用途意义重大。

    1. (1) 还原-沉淀法:①用还原剂Na2SO3将一定量Fe3+可溶盐溶液中的1/3Fe3+还原,使Fe2+和Fe3+的物质的量比为1:2。②然后在①所得体系中加入氨水,铁元素完全沉淀形成纳米Fe3O4。写出②过程的离子方程式:

      当还原后溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1时,由下表数据可知,产品磁性最大,可能的原因是

      c(Fe2+):c(Fe3+)

      沉淀性状

      磁性大小

      1:3

      红棕色

      92.7%

      1:2

      棕色

      96.5%

      2:1

      黑色

      100%

    2. (2) 电化学法也可制备纳米级Fe3O4 , 用面积为4cm2的不锈钢小球(不含镍、铬)为工作电极,铂丝作阴极,用Na2SO4溶液作为电解液,电解液的pH维持在10左右,电流50mA。生成Fe3O4的电极反应为
    3. (3) 已知:H2O(l)= H2(g)+1/2O2(g)   △H =+285.5 kJ·mol-1 , 以太阳能为热源分解Fe3O4 , 经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下,完善以下过程Ⅰ的热化学方程式。

      过程Ⅰ:

      过程Ⅱ:3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s)      △H=+128.9kJ·mol-1

    4. (4) 磁铁矿(Fe3O4)常作冶铁的原料,主要反应为:Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g),该反应的△H<0,T℃时,在IL恒容密闭容器中,加入Fe3O4、CO各0.5mol,10min后反应达到平衡时,容器中CO2的浓度是0.4mol·L-1。

      ①T℃时,10min 内用Fe3O4表示的平均反应速率为 g·min-1

      ②其他条件不变时,该反应在不同温度下,CO2含量随时间的变化φ(CO2)-t曲线如图所示,温度T1、T2、T3由大到小的关系是,判断依据是

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