Question

20．磷酸亞鐵[Fe₃（PO₄）₂•8H₂O]為白藍色晶體，溶于強酸，不溶于水和乙醇．它是生產(chǎn)LiFeO₄的原料，實驗室利用FeSO₄•7H₂O、Na₂HPO₄•12H₂O及CH₃COONa•3H₂O為原料制備磷酸亞鐵的實驗流程如如圖1：

合成時的主要反應為：
3FeSO₄+2Na₂HPO₄+2CH₃COONa+8H₂O=Fe₃（PO₄）₂•8H₂O↓+3Na₂SO₄+2CH₃COOH
（1）實驗中由原料配制溶液時，蒸餾水事先要煮沸、冷卻，煮沸的目的是除去溶液中的溶解的氧氣．
（2）合成時，在三口燒瓶中先加入抗壞血酸（C₆H₈O₆）稀溶液作底液，再向燒瓶中，滴入Na₂HPO₄與CH₃COONa混合溶液至PH=4時，再滴入FeSO₄溶液，最終維持PH=6（裝置如圖2所示）．

①實驗不是將三種溶液直接混合的原因是避免生成Fe（OH）₂沉淀．
②用抗壞血酸溶液作底液而不用鐵粉，其主要原因是避免產(chǎn)品中混有鐵粉．
③制備時需不斷攪拌，其目的是使反應物充分接觸，避免生成Fe（OH）₂沉淀．
（3）生成的Fe₃（PO₄）₂•8H₂O 沉淀需充分洗滌，檢驗洗滌是否完全的方法是取最后一滴洗滌濾液1～2mL于試管中，向其滴加BaCl₂溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈．
（4）檢驗產(chǎn)品中是否混有Fe（OH）₃或FePO₄雜質(zhì)的方法是取少量固體溶于適量鹽酸，然后滴入KSCN溶液，容易變紅色，說明含有Fe³⁺，否則不含．
（5）某研究性學習小組的同學擬用工業(yè)品十二水合磷酸氫二鈉（含Na₂HPO₄、重金屬鹽及有色雜質(zhì)等）提純得到Na₂HPO₄•12H₂O晶體．已知：Na₂HPO₄溶液PH8.2～8.4，重金屬硫化物不溶于水．請補充實驗步驟[實驗中可選用的試劑：Na₂S溶液、0.1mol•L^-1NaOH溶液、乙醇]．
①將工業(yè)品溶于熱水；②逐滴滴入Na₂S溶液，至不再生成沉淀為止；
③加入活性炭煮沸，趁熱過濾；④用0.1mol/LH₃PO₄和NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH8.2～8.4；⑤加入乙醇，冷卻結晶；⑥過濾、洗滌及干燥．

Answer 1

分析 （1）由原料配制溶液時，蒸餾水事先要煮沸、冷卻，可以除去溶液中的溶解的氧氣，避免氧化Fe²⁺；
（2）①分別加入藥品，混合溶液至PH=4時，再加入FeSO₄溶液，防止生成Fe（OH）₂沉淀；
②鐵粉是固體，混在產(chǎn)品中；
③制備時需不斷攪拌，使反應物充分接觸，也會防止生成Fe（OH）₂沉淀；
（3）生成的Fe₃（PO₄）₂•8H₂O 固體混有雜質(zhì)SO₄^2-離子，通過檢驗SO₄^2-，判斷沉淀洗滌干凈與否；
（4）通常用KSCN溶液檢驗Fe³⁺；
（5）②重金屬硫化物不溶于水，用過量Na₂S溶液除去重金屬離子，至不再生成沉淀為止；
④已知：Na₂HPO₄溶液pH8.2～8.4，調(diào)節(jié)溶液pH8.2～8.4，即得到Na₂HPO₄•12H₂O晶體；
⑤加入乙醇，降低Na₂HPO₄溶解度，冷卻結晶．

解答 解：（1）Fe²⁺具有強還原性，由原料配制溶液時，蒸餾水事先要煮沸、冷卻，可以除去溶液中的溶解的氧氣，避免氧化Fe²⁺；
故答案為：除去溶液中的溶解的氧氣；
（2）①實驗不是將三種溶液直接混合，分別加入，混合溶液至PH=4時，再加入FeSO₄溶液，防止生成Fe（OH）₂沉淀；
故答案為：避免生成Fe（OH）₂沉淀；
②鐵粉是固體，混在產(chǎn)品中，故用抗壞血酸溶液作底液而不用鐵粉；
故答案為：避免產(chǎn)品中混有鐵粉；
③制備時需不斷攪拌，使反應物充分接觸，也會防止生成Fe（OH）₂沉淀；
故答案為：使反應物充分接觸，避免生成Fe（OH）₂沉淀；
（3）生成的Fe₃（PO₄）₂•8H₂O 固體混有雜質(zhì)SO₄^2-離子，取最后一滴洗滌濾液1～2mL于試管中，向其滴加BaCl₂溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈；
故答案為：取最后一滴洗滌濾液1～2mL于試管中，向其滴加BaCl₂溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈；
（4）通常用KSCN溶液檢驗Fe³⁺，取少量固體溶于適量鹽酸，然后滴入KSCN溶液，容易變紅色，說明含有Fe³⁺，否則不含；
故答案為：取少量固體溶于適量鹽酸，然后滴入KSCN溶液，容易變紅色，說明含有Fe³⁺，否則不含；
（5）②重金屬硫化物不溶于水，用過量Na₂S溶液除去重金屬離子，至不再生成沉淀為止；
故答案為：逐滴滴入Na₂S溶液，至不再生成沉淀為止；
④已知：Na₂HPO₄溶液pH8.2～8.4，用0.1mol/LH₃PO₄和NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH8.2～8.4，即得到Na₂HPO₄•12H₂O晶體；
故答案為：用0.1mol/LH₃PO₄和NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH8.2～8.4；
⑤加入乙醇，降低Na₂HPO₄溶解度，冷卻結晶，析出Na₂HPO₄•12H₂O晶體；
故答案為：加入乙醇，冷卻結晶．

點評 本題以鐵及其化合物為載體考查了物質(zhì)的制備，涉及氧化還原反應、實驗操作、反應速率的影響因素等知識點，根據(jù)物質(zhì)之間的關系式、實驗操作的規(guī)范性、影響反應速率的因素等知識點來分析解答，題目難度中等．