Question

檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易吸收的高效鐵制劑，可由綠礬(FeSO4·7H2O)通過下列反應(yīng)制備：

FeSO4＋Na2CO3=FeCO3＋Na2SO4

FeCO3＋C6H8O7=FeC6H6O7＋CO2＋H2O

下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計(jì)算)。

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3＋	1.1	3.2
Al3＋	3.0	5.0
Fe2＋	5.8	8.8

 

(1)制備FeCO3時(shí)，選用的加料方式是________(填字母)，原因是_________________________________

a．將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時(shí)加入到反應(yīng)容器中

b．將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應(yīng)容器中

c．將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應(yīng)容器中

(2)生成的FeCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是_______________________________。

(3)將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中，再加入少量鐵粉，80℃下攪拌反應(yīng)。

①鐵粉的作用是_____________________。

②反應(yīng)結(jié)束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是________________________________。

(4)最后溶液經(jīng)濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥，獲得檸檬酸亞鐵晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是__________________。

 

(5)某研究性學(xué)習(xí)小組欲從硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3)出發(fā)，先制備綠礬，再合成檸檬酸亞鐵。請結(jié)合右圖的綠礬溶解度曲線，補(bǔ)充完整由硫鐵礦燒渣制備FeSO4·7H2O晶體的實(shí)驗(yàn)步驟(可選用的試劑：鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng)，________，得到FeSO4溶液，________，得到FeSO4·7H2O晶體。

 

Answer 1

(1)c　避免生成Fe(OH)2沉淀　(2)取最后一次的洗滌濾液1～2 mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈　(3)①防止＋2價(jià)的鐵元素被氧化　②加入適量檸檬酸讓鐵粉反應(yīng)完全　(4)降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于晶體析出　(5)“(過濾，)向反應(yīng)液中加入足量的鐵粉，充分?jǐn)嚢韬�，滴�?/span>NaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH約為5，過濾”或“過濾，向?yàn)V液中滴加過量的NaOH溶液，過濾，充分洗滌固體，向固體中加入足量稀硫酸至固體完全溶解，再加入足量的鐵粉，充分?jǐn)嚢韬螅�過濾”　(滴加稀硫酸酸化，)加熱濃縮得到60℃飽和溶液，冷卻至0℃結(jié)晶，過濾，少量冰水洗滌，低溫干燥

【解析】根據(jù)題干信息以及FeCO3、Fe2O3、FeSO4的性質(zhì)解決問題。

(1)根據(jù)相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH可知，制備FeCO3時(shí)要注意控制溶液的pH。所以需要將Na2CO3緩慢加入到FeSO4溶液中，防止Fe(OH)2的生成。

(2) FeCO3表面吸附SO42—、Na＋等雜質(zhì)離子，檢驗(yàn)洗滌是否完全時(shí)，可檢驗(yàn)SO42—是否存在。方法是取最后一次的洗滌液1～2 mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈。

(3)Fe2＋易被氧化，加入鐵粉的目的是防止Fe2＋被氧化。除去剩余的鐵粉時(shí)，為了不引入雜質(zhì)，可加入適量檸檬酸與鐵粉反應(yīng)。(4)檸檬酸亞鐵在乙醇中的溶解度小，加入無水乙醇，有利于晶體的析出。(5)燒渣中加入稀H2SO4后要通過過濾除去SiO2，此時(shí)溶液中溶質(zhì)主要是Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3。此時(shí)需要加入Fe粉，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，然后加NaOH調(diào)pH到5.0除去Al3＋�；蜻^濾，除去SiO2后，向?yàn)V液中加入過量的NaOH溶液，過濾，得到Fe(OH)3，洗滌沉淀，加入足量的稀硫酸至沉淀溶解完全，再加入足量的鐵粉，得到FeSO4。過濾后，將濾液在60℃時(shí)濃縮，冷卻即可。

點(diǎn)撥：知識(shí)：物質(zhì)的制備、除雜、凈化等實(shí)驗(yàn)操作。能力：考查基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也考查了學(xué)生讀圖、識(shí)表的綜合能力。試題難度：中等。