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)合上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

解析　(1)碳酸鈉溶液水解顯堿性，F(xiàn)e^2＋在堿性環(huán)境中會生成氫氧化亞鐵沉淀，故應(yīng)在硫酸亞鐵中加入碳酸鈉溶液。(2)檢驗(yàn)FeCO₃沉淀是否洗滌干凈，即檢驗(yàn)洗滌液中是否含有SO，可以用酸化的氯化鋇溶液檢驗(yàn)，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈。(3)Fe^2＋具有還原性，易被空氣中的氧氣氧化，加入鐵粉可以防止其被氧化。鐵可與酸(檸檬酸)反應(yīng)，故可用檸檬酸直接處理多余的鐵粉，使之生成檸檬酸亞鐵。(4)加入乙醇可以抑制檸檬酸亞鐵在水中的溶解，提高檸檬酸亞鐵的產(chǎn)率。(5)硫鐵礦燒渣與稀硫酸反應(yīng)，生成硫酸鐵和硫酸鋁，二氧化硅不溶于稀硫酸，故接下來的操作是“過濾”，濾液中含有鐵離子和鋁離子，向?yàn)V液中加入足量的強(qiáng)堿，鐵離子以沉淀的形式析出，鋁元素以偏鋁酸根離子的形式存在于溶液中，再過濾，濾渣為氫氧化鐵，加硫酸得到硫酸鐵，然后再加鐵粉生成硫酸亞鐵；最后加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、低溫干燥，即得硫酸亞鐵晶體(綠礬)。

答案　(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�、诩尤脒m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�，滴加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�，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