问题 填空题

柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:

FeSO4+Na2CO3=FeCO3+Na2SO4

FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+CO2+H2O

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L1计算)。

金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe31.13.2
Al33.05.0
Fe25.88.8
 

(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是________(填字母),原因是_________________________________

a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中

b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中

c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中

(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是_______________________________。

(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。

①铁粉的作用是_____________________。

②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是________________________________。

(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是__________________。

(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,________,得到FeSO4溶液,________,得到FeSO4·7H2O晶体。

答案

(1)c 避免生成Fe(OH)2沉淀 (2)取最后一次的洗涤滤液1~2 mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净 (3)①防止+2价的铁元素被氧化 ②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全 (4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出 (5)“(过滤,)向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤”或“过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤” (滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0℃结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥

根据题干信息以及FeCO3、Fe2O3、FeSO4的性质解决问题。

(1)根据相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH可知,制备FeCO3时要注意控制溶液的pH。所以需要将Na2CO3缓慢加入到FeSO4溶液中,防止Fe(OH)2的生成。

(2) FeCO3表面吸附SO42、Na等杂质离子,检验洗涤是否完全时,可检验SO42是否存在。方法是取最后一次的洗涤液1~2 mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净。

(3)Fe2易被氧化,加入铁粉的目的是防止Fe2被氧化。除去剩余的铁粉时,为了不引入杂质,可加入适量柠檬酸与铁粉反应。(4)柠檬酸亚铁在乙醇中的溶解度小,加入无水乙醇,有利于晶体的析出。(5)烧渣中加入稀H2SO4后要通过过滤除去SiO2,此时溶液中溶质主要是Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3。此时需要加入Fe粉,将Fe3转化为Fe2,然后加NaOH调pH到5.0除去Al3。或过滤,除去SiO2后,向滤液中加入过量的NaOH溶液,过滤,得到Fe(OH)3,洗涤沉淀,加入足量的稀硫酸至沉淀溶解完全,再加入足量的铁粉,得到FeSO4。过滤后,将滤液在60℃时浓缩,冷却即可。

点拨:知识:物质的制备、除杂、净化等实验操作。能力:考查基础知识的同时,也考查了学生读图、识表的综合能力。试题难度:中等。

单项选择题
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