九水硫酸铁的主要应用

背景及概述^[1]

硫酸铁是铁的硫酸盐的统称。硫酸亚铁FeSO4为无色粉末；相对密度3.4；加热分解；与水作用，生成七水合物FeSO4·7H2O，俗称绿矾。绿矾为蓝绿色晶体；熔点64℃，密度1.898克／厘米3；加热到90℃时，失去6分子结晶水；小心加热到300℃时，失去全部结晶水。绿矾在空气中缓慢风化，表面层被氧化呈黄褐色；溶于水、甘油、无水甲醇，微溶于乙醇；有还原性，能与碱金属的硫酸盐（包括硫酸铵）形成稳定、不易氧化的硫酸复盐M姟Fe(SO4)2·6H2O(MⅠ为+1价金属)。硫酸亚铁是工业上用硫酸处理含铁矿物的副产品，也可由铁与稀硫酸作用而得；可做还原剂、净水剂、煤气净化剂、媒染剂、杀虫剂、肥料、补血剂，也用来制墨水和颜料。硫酸铁Fe2(SO4)3为黄色粉末，极易潮解而成棕色液体；密度3.097克／厘米3(18℃)，加热到480℃时分解。它的水合物很多，常见的是九水合物九水硫酸铁，为棕黄色晶体，密度2.1克／厘米3；175℃时失去7分子水。硫酸铁溶于水、无水乙醇；不溶于浓硫酸。其水溶液因三价铁离子的水解呈棕红色，容易与碱金属硫酸盐（包括硫酸铵）形成硫酸复盐MIFe(SO4)2·12H2O。硫酸铁可用硝酸、过氧化氢等氧化剂氧化含硫酸的硫酸亚铁热溶液而制得，也可用氢氧化铁与硫酸作用而得；可做净水剂、媒染剂、颜料和药物。

应用^[1]

自来水厂水处理运用九水硫酸铁替代聚合氯化铝，九水硫酸铁是一种高效、快速、适应能力比较强的清水产品，它能够代用铝盐，用于自来水处理，消毒自来水的残留的铝污染。所以九水硫酸铁是能够完全替代聚合氯化铝的，处理之后可达到国家饮用水标准。

制备^[1]

制法1：氢氧化铁溶于硫酸即可制得硫酸铁

将50gFe(NO3)3·9H2O溶入50mL热水中，向其中加入70mL浓氨水(相对密度为0.91)。将所生成的Fe(OH)3沉淀迅速用热水倾泻洗涤，直至用二苯胺检验不出有NO-3离子为止。将湿的Fe(OH)3沉淀转移至烧杯中，加入9mL浓硫酸，在不断搅拌下加热1～2h，至沉淀几乎全部溶解后过滤。向滤液中加入一滴硫酸后进行蒸发浓缩，至成为浓糖浆状(剩余液体体积约50mL)。往溶液中加入几粒Fe2(SO4)3·9H2O结晶作为晶种，放置过夜。将晶体抽滤出之后，在50～60℃下，在玻璃板上进行干燥。可以得到约40gFe2(SO4)3·9H2O产品。

制法2：用硝酸氧化硫酸亚铁也可以制得硫酸铁

将85gFeSO4·7H2O溶入110mL水中，在通风橱中将溶液加热到70℃，慢慢地加入8mL浓硫酸，然后加入100mL浓硝酸(相对密度为1.35)。将温度控制在95～100℃，使Fe2+氧化为Fe3+。当溶液用K3［Fe(CN)6］检验不出蓝色时即表明已氧化完全。过滤后将滤液加热蒸发，直至生成黏稠的糊状物为止(此时温度可达120℃)。将糊状物冷却至45～50℃，抽滤出结晶，并将结晶在温度不超过65℃的条件下干燥。可以得到近70g产品。

主要参考资料

[1]中国大百科全书（化学卷）