Question

12．FeSO₄•7H₂O廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域，以下是FeSO₄•7H₂O的實(shí)驗(yàn)室制備流程圖．根據(jù)題意完成下列填空：
工業(yè)廢鐵屑$→_{加熱}^{適量稀鹽酸}$  $\stackrel{操作a}{→}$FeSO₄溶液$\stackrel{冷卻結(jié)晶}{→}$  $\stackrel{過(guò)濾、洗滌}{→}$FeSO₄•7H₂O
（1）鐵屑與稀硫酸反應(yīng)前，應(yīng)用10%Na₂CO₃溶液浸泡幾分鐘，操作目的是除去廢鐵屑表面的油污，浸泡后，用傾析法分離并洗滌鐵屑．
（2）操作a為趁熱過(guò)濾．
（3）最后得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌，其目的是：①除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)；②減少洗滌過(guò)程中FeSO₄•7H₂O的損耗．
（4）FeSO₄•7H₂O是某些補(bǔ)血?jiǎng)┑闹饕�成分，�?shí)驗(yàn)室要測(cè)定某補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量．將FeSO₄•7H₂O最終轉(zhuǎn)化為Fe₂O₃，測(cè)定質(zhì)量變化，操作流程如下：

①步驟④中一系列操作依次是：過(guò)濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量．
②假設(shè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中Fe無(wú)損耗，則每片補(bǔ)血?jiǎng)┖�鐵元素的質(zhì)量0.07ag（用含a的代數(shù)式表示）．
③若步驟③加入X溶液的量不足，則最后測(cè)出每片補(bǔ)血?jiǎng)┖�鐵元素的質(zhì)量將偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 廢鐵屑中含有酯類油污，Na₂CO₃為強(qiáng)堿弱酸鹽，CO₃^2-水解生成HCO₃^-和OH^-，升高促進(jìn)CO₃^2-水解，堿促進(jìn)油脂水解，然后過(guò)濾洗滌，加入稀硫酸，加熱發(fā)生反應(yīng)為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，趁熱過(guò)濾、冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到FeSO₄•7H₂O；
（1）碳酸鈉溶液能除去油污是因?yàn)樘妓岣�離子水溶液中水解顯堿性；
（2）分析可知操作a為趁熱過(guò)濾減少晶體溶解；
（3）操作中得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌目的是洗去表面雜質(zhì)，溫度降低綠礬溶解度降低，減少綠礬晶體的損失；
將補(bǔ)血?jiǎng)┭屑?xì)，向藥片中加入稀硫酸，然后過(guò)濾得到沉淀，向?yàn)V液中加入雙氧水，發(fā)生反應(yīng)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，向溶液中加入過(guò)量X溶液生成紅褐色沉淀，則X為堿，將紅褐色沉淀灼燒得到紅棕色固體Fe₂O₃，據(jù)此分析解答，
（4）①溶液中得到沉淀的方法是過(guò)濾、洗滌、干燥、灼燒、冷卻、稱量等操作；
②ag固體為氧化鐵，結(jié)合鐵元素守恒計(jì)算；
③若步驟③加入X溶液的量不足，生成氫氧化鐵沉淀減少；

解答 解：（1）鐵屑與稀硫酸反應(yīng)前，應(yīng)用10%Na₂CO₃溶液浸泡幾分鐘，溶液中碳酸根離子水溶液中水解顯堿性；反應(yīng)的離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，操作目的是碳酸鈉溶液能除去油污，故答案為：除去廢鐵屑表面的油污；
（2）為減少晶體損失，操作a為趁熱過(guò)濾，
故答案為：趁熱過(guò)濾；
（3）最后得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌，溫度降低物質(zhì)溶解度減小，所以其目的是：①除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)，②減少洗滌過(guò)程中FeSO₄•7H₂O的損耗，
故答案為：減少洗滌過(guò)程中FeSO₄•7H₂O的損耗；
（4）①步驟④中一系列操作依次是：①過(guò)濾、②洗滌、③灼燒、④冷卻、⑤稱量、⑥恒重操作確保氫氧化鐵完全分解成了氧化鐵，
故答案為：灼燒；
②ag固體為氧化鐵，固體中m（Fe）=$\frac{112g}{160g/mol}$×ag=0.7ag，則每片藥品中Fe的質(zhì)量為0.07ag，
故答案為：0.07a；
③若步驟③加入X溶液的量不足，生成氫氧化鐵沉淀減少，則最后測(cè)出每片補(bǔ)血?jiǎng)┖�鐵元素的質(zhì)量將偏小，
故答案為：偏小．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的分離和提純、物質(zhì)含量的測(cè)定，側(cè)重考查分析、計(jì)算、基本操作能力，明確每一步發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，知道物質(zhì)分離和提純的基本方法，題目難度中等．