Question

【題目】實(shí)驗(yàn)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，F(xiàn)e2+易被氧氣氧化

相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖。

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

②用稀硫酸調(diào)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(yīng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、過濾。那么過濾時適宜的溫度為 。

④檢驗(yàn)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(zhuǎn)化為Mn2+，寫出MnO4－與Fe2+反應(yīng)的離子方程式： 。

（3）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)，先制備較純凈的FeSO4溶液，再合成FeC2O4·xH2O。請補(bǔ)充完整由硫鐵礦燒渣制備純凈FeSO4溶液的實(shí)驗(yàn)步驟（可選用的試劑：鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液）：向一定量硫鐵礦燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng)，過濾， ，過濾，得到較純凈的FeSO4溶液。

Answer 1

【答案】（1）①除油污；②防止Fe2+被氧化；③60℃左右；④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；（2）5Fe2++MnO4－+ 8H+＝Mn2++ 5Fe3++4H2O；（3）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。

【解析】

試題分析：（1）①碳酸鈉的水溶液顯堿性，在加熱的條件下，促進(jìn)CO32－的水解，堿性增強(qiáng)，金屬表面油層油污，防止金屬腐蝕，油污在堿性中發(fā)生水解，因此碳酸鈉的作用是除去表面油污；②根據(jù)信息，F(xiàn)e2＋在pH>4時易被氧化，因此加入硫酸作用是一是防止Fe2＋被氧化，Fe2＋和NH4＋屬于弱堿根，能發(fā)生水解，因此硫酸的第二個作用是抑制Fe2＋和NH4＋水解；③根據(jù)溶解度曲線，F(xiàn)eSO4·7H2O在60℃時溶解度最大，因此需要控制溫度在60℃；④沉淀表面含有SO42－，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈，檢驗(yàn)洗滌液中是否含有SO42－，具體操作是：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；（2）MnO4－具有強(qiáng)氧化性，本身被還原成Mn2＋，化合價降低5價，F(xiàn)e2＋具有還原性，被氧化成Fe3＋，化合價升高1價，最小公倍數(shù)為5,通過化合價升降法進(jìn)行配平，因此反應(yīng)方程式為：5Fe2++MnO4－+ 8H+＝Mn2++ 5Fe3++4H2O；（3）根據(jù)燒渣的成分，F(xiàn)e2O3屬于堿性氧化物，Al2O3屬于兩性氧化物，SiO2屬于酸性氧化物，加入酸，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化成Fe3＋，氧化鋁轉(zhuǎn)化成Al3＋，SiO2不與硫酸反應(yīng)，過濾除去SiO2，利用氫氧化鋁的兩性，然后向?yàn)V液中加入足量的NaOH溶液，Fe3＋轉(zhuǎn)變成Fe（OH）3，Al3＋轉(zhuǎn)變成AlO2－，然后過濾，把沉淀加入到足量稀硫酸至固體完全溶解，再加入足量的鐵粉。