Question

1．綠礬（FeSO₄•7H₂O）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分，也可用來制備多種鐵的化合物．回答下列問題：
（1）實驗室以綠礬為原料，通過以下過程制備磁性Fe₃O₄膠體粒子：

①寫出FeSO₄溶液轉(zhuǎn)化為溶液A發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
②Fe₃O₄膠體粒子不能用過濾法實現(xiàn)分離，理由是膠體粒子的直徑較�。ㄔ�10^-7～10^-9m），過濾時可透過濾紙．
③一定條件下，F(xiàn)e³⁺水解生成聚合物的離子方程式為：xFe³⁺+yH₂O?Fe_x（OH）_y^（3x-y）++yH⁺
欲使平衡正向移動可采用的方法有abd（填字母）．
a．加水稀釋           b．加入少量NaCl溶液
c．降溫               d．加入少量Na₂CO₃固體
④設(shè)計一個實驗，證明溶液A中既含有Fe³⁺又含有Fe²⁺：取少量溶液A于潔凈的試管中，加入硫氰化鉀溶液，溶液顯紅色，說明溶液中含有Fe³⁺；另取少量溶液A于另一潔凈的試管中，滴入酸性高錳酸鉀溶液，振蕩后溶液顏色從紫紅色變成黃色說明溶液含有Fe²⁺．
（2）檸檬酸亞鐵（FeC₆H₆O₇）是一種易吸收的高效鐵制劑，可由綠礬通過下列反應(yīng)制備：
FeSO₄+Na₂CO₃═FeCO₃↓+Na₂SO₄    FeCO₃+C₆H₈O₇═FeC₆H₆O₇+CO₂↑+H₂O
下表列出了Fe²⁺生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol•L^-1計算）．

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe2+	5.8	8.8

①制備FeCO₃時，將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應(yīng)容器中，目的是避免生成Fe（OH）₂沉淀．
②將制得的FeCO₃加入到足量檸檬酸溶液中，再加入少量鐵粉，80℃下攪拌充分反應(yīng)．反應(yīng)結(jié)束后，無需過濾，再加入適量的檸檬酸溶液即可除去過量鐵粉．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+C₆H₈O₇=FeC₆H₆O₇+H₂↑．
③上述溶液經(jīng)濃縮后，加入適量無水乙醇，靜置、過濾、洗滌、干燥，得到檸檬酸亞鐵晶體．分離過程中加入無水乙醇的目的是降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于晶體析出．
（3）正常人每天應(yīng)補充13.0mg左右的鐵，如果全部通過服用含F(xiàn)eSO₄•7H₂O的片劑來補充鐵，則正常人每天需服用含64.5mg FeSO₄•7H₂O的片劑（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）實驗室以綠礬為原料，制備磁性Fe₃O₄膠體粒子，將綠礬溶液調(diào)節(jié)PH值為1-2，再加雙氧水將部分亞鐵離子氧化成鐵離子，再加氫氧化鈉溶液可得Fe₃O₄膠體粒子，
①根據(jù)電荷守恒和元素守恒書寫離子方程式；
②膠粒在過濾時可通過濾紙，所以不能通過過濾分離；
③根據(jù)影響鹽類水解平衡的移動的因素選擇方法；
④用硫氰化鉀溶液可以證明溶液中含有Fe³⁺用酸性高錳酸鉀溶液可以證明溶液含有Fe²⁺；
（2）①在堿性條件下，F(xiàn)eSO₄容易生成氫氧化亞鐵；
②檸檬酸與鐵粉反應(yīng)可生成檸檬亞鐵和氫氣，根據(jù)元素守恒書寫化學(xué)方程式；
③檸檬酸亞鐵在乙醇中有溶解度小，檸檬酸亞鐵溶液中加入無水乙醇有利于晶體析出；
（3）根據(jù)鐵元素守恒，根據(jù)化學(xué)式FeSO₄•7H₂O進(jìn)行計算．

解答 解：（1）實驗室以綠礬為原料，制備磁性Fe₃O₄膠體粒子，將綠礬溶液調(diào)節(jié)PH值為1-2，再加雙氧水將部分亞鐵離子氧化成鐵離子，再加氫氧化鈉溶液可得Fe₃O₄膠體粒子，
①FeSO₄溶液轉(zhuǎn)化為溶液A中含有鐵離子的反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
②膠體粒子的直徑較�。ㄔ�10^-7～10^-9m），過濾時可透過濾紙，膠粒在過濾時可通過濾紙，所以不能通過過濾分離，
故答案為：膠體粒子的直徑較小（在10^-7～10^-9m），過濾時可透過濾紙；
③根據(jù)影響鹽類水解平衡的移動可知，a．加水稀釋，可以使鐵離子的水解程度增大，故正確；
b．加入少量NaCl溶液，相當(dāng)于稀釋，可以使鐵離子的水解平衡正向移動，故正確；
c．降溫，鐵離子的水解平衡逆向移動，故錯誤；
d．加入少量Na₂CO₃固體，可以使鐵離子的水解平衡正向移動，故正確，
故選abd；
④溶液A中既含有Fe³⁺又含有Fe²⁺ 的操作為取少量溶液A于潔凈的試管中，加入硫氰化鉀溶液，溶液顯紅色，說明溶液中含有Fe³⁺；另取少量溶液A于另一潔凈的試管中，滴入酸性高錳酸鉀溶液，振蕩后溶液顏色從紫紅色變成黃色說明溶液含有Fe²⁺，
故答案為：取少量溶液A于潔凈的試管中，加入硫氰化鉀溶液，溶液顯紅色，說明溶液中含有Fe³⁺；另取少量溶液A于另一潔凈的試管中，滴入酸性高錳酸鉀溶液，振蕩后溶液顏色從紫紅色變成黃色說明溶液含有Fe²⁺；
（2）①在堿性條件下，F(xiàn)eSO₄容易生成氫氧化亞鐵，所以制備FeCO₃時，將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應(yīng)容器中，
故答案為：避免生成Fe（OH）₂沉淀；
②檸檬酸與鐵粉反應(yīng)可生成檸檬亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+C₆H₈O₇=FeC₆H₆O₇+H₂↑，故答案為：Fe+C₆H₈O₇=FeC₆H₆O₇+H₂↑；
③檸檬酸亞鐵在乙醇中有溶解度小，檸檬酸亞鐵溶液中加入無水乙醇有利于晶體析出，所以分離過程中加入無水乙醇的目的是降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于晶體析出，
故答案為：降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于晶體析出；
（3）當(dāng)含有13.0mg的鐵的時候，F(xiàn)eSO₄•7H₂O的質(zhì)量為$\frac{13×1{0}^{-3}g}{\frac{56}{278}g/mol}$=64.5mg，故答案為：64.5．

點評 本題考查物質(zhì)的制備，涉及物質(zhì)的分離提純、離子的檢驗、物質(zhì)含量測定等，題目難度中等，關(guān)鍵是明確制備原理及化學(xué)實驗基本操作．