研究人员用硫酸亚铁(FeSO4)和氯化铁(FeCl3)等试剂制备了超顺磁性纳米四氧化三铁,并探究影响产物纳米四氧化三铁尺寸的因素。
【查阅资料】纳米四氧化三铁尺寸在20nm~30nm之间时呈现超顺磁性,在该范围内,纳米四氧化三铁尺寸越大,超顺磁性越好。
【进行实验】称取一定量的FeCl3和FeSO4充分溶解在水中,加热到一定温度并保持恒温,机械搅拌的同时逐滴加入氢氧化钠溶液,溶液中有沉淀产生,进一步处理沉淀得到产物纳米四氧化三铁。
实验记录如下:
实验编号 | 铁元素含量/(g/L) | 温度/(℃) | 搅拌速度/(r/min) | 产物颜色 | 产物尺寸/(nm) |
① | 8.4 | 70 | 1000 | 黑褐色 | 9 |
② | 14 | 70 | 1000 | 黑色 | 21 |
③ | 19.6 | 70 | 1000 | 黑色 | 32 |
④ | 14 | 70 | 400 | 黑色 | 41 |
⑤ | 14 | 70 | 700 | 黑色 | 34 |
⑥ | 14 | 50 | 1000 | 黑色 | 23 |
⑦ | 14 | 90 | 1000 | 黑褐色 | 33 |
【解释与结论】
(1)实验过程中的主要反应如下,请补全化学方程式:________
(2)依据实验①~③得出的结论是________。
(3)探究温度、铁元素含量相同时,搅拌速度对纳米四氧化三铁尺寸的影响的实验是________(填实验编号)。
【反思与评价】
(4)依据实验数据,不能得出“铁元素含量、搅拌速度相同时,温度越高,纳米四氧化三铁尺寸越大”的结论,其证据是________。
(5)依据实验数据,制备超顺磁性纳米四氧化三铁的最佳实验条件是:铁元素含量、温度、搅拌速度分别为_______(填字母序号)。
A. 14g/L,50℃,1000 r/min | B. 8.4g/L,70℃,1000r/min |
C. 14g/L,70℃,700r/min | D. 14g/L,70℃,400r/min |