Question

【題目】實驗室以廢鐵屑為原料制備草酸亞鐵晶體（FeC2O4·xH2O）。過程如下：

已知：①pH>4時，Fe2+易被氧氣氧化；

②相關物質的溶解度曲線如圖。

（1）①廢鐵屑在進行“溶解”前，需要在5%的Na2CO3 溶液中加熱數分鐘，并洗滌干凈，Na2CO3溶液的作用是____________。

②用稀硫酸調溶液pH至1～2的目的：一是抑制Fe2+ 和NH4+的水解；二是 ________。

③操作I是為了得到(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O，則操作I應進行蒸發(fā)濃縮、結晶、過濾。那么過濾時適宜的溫度為__________。

④檢驗FeC2O4·xH2O沉淀是否洗滌干凈的方法是____________。

（2）通常用已知濃度的酸性高錳酸鉀溶液測定草酸亞鐵晶體的純度。已知酸性條件下MnO4－轉化為Mn2+，寫出MnO4－與Fe2+反應的離子方程式：____________。

（3）某研究性學習小組欲從硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3）出發(fā)，先制備較純凈的FeSO4溶液，再合成FeC2O4·xH2O。請補充完整由硫鐵礦燒渣制備純凈FeSO4溶液的實驗步驟（可選用的試劑：鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液）：向一定量硫鐵礦燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應，過濾，____________，過濾，得到較純凈的FeSO4溶液。

Answer 1

【答案】除油污防止Fe2+被氧化60℃左右取少量最后一次洗滌液于試管中，加入BaCl2溶液，若無白色沉淀，則沉淀洗滌干凈5Fe2++MnO4－+ 8H+＝Mn2++ 5Fe3++4H2O向濾液中滴加過量的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。

【解析】

廢鐵屑加入硫酸溶液溶解，加入硫酸銨溶液結晶析出硫酸亞鐵晶體，加水溶解，滴入幾滴稀硫酸防止亞鐵離子水解，加入草酸沉淀亞鐵離子，過濾得到沉淀加入重鉻酸鉀、過氧化氫溶液氧化加入草酸得到草酸合鐵酸鉀晶體；

(1)①在5%Na2CO3溶液中加熱數分鐘，并洗滌干凈是利用碳酸鈉水解顯堿性，油污會發(fā)生水解生成溶于水的物質洗去，作用是去除油污；故答案為：除油污；

②根據信息，pH>4時，Fe2+易被氧氣氧化，因此用稀硫酸調溶液pH至1～2可以防止Fe2+被氧化，故答案為：防止Fe2+被氧化；

③根據圖像，60℃時，硫酸亞鐵的溶解度最大，為了得到(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O，在進行蒸發(fā)濃縮、結晶后、過濾時保持60℃，可以最大限度地減少硫酸亞鐵的析出，故答案為：60℃左右；

④檢驗FeC2O4·xH2O沉淀是否洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液，檢查是否含有硫酸根離子進行設計分析，用小試管取少量最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，如出現白色沉淀，說明沉淀沒有洗滌干凈，否則，沉淀已洗滌干凈，故答案為：用小試管取少量最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，如出現白色沉淀，說明沉淀沒有洗滌干凈，否則，沉淀已洗滌干凈；

(2)用已知濃度的酸性高錳酸鉀溶液測定草酸亞鐵晶體的純度。已知酸性條件下MnO4－轉化為Mn2+，則反應的離子方程式為5Fe2++MnO4－+ 8H+＝Mn2++ 5Fe3++4H2O，故答案為：5Fe2++MnO4－+ 8H+＝Mn2++ 5Fe3++4H2O；

(3)由硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3 )制備FeSO47H2O晶體，要弄清楚流程中每一步的原理和注意事項。向燒渣中加入足量的稀硫酸，Fe2O3、Al2O3均會與硫酸反應，分別生成Fe2(SO4)2和Al2(SO4)2，SiO2不反應，先過濾把SiO2除去，然后向濾液中滴加過量的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，充分攪拌后，過濾，即得到FeSO4溶液，再根據綠礬溶解度曲線，60℃時綠礬的溶解度最大，可加熱濃縮到60℃的飽和溶液，然后放在冰水中冷卻，冷卻結晶至0℃，此時析出的晶體是最多的，之后過濾，洗滌，低溫烘干；故答案為：向濾液中滴加過量的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，充分攪拌。