柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3=FeCO3+Na2SO4Fe
题型:不详难度:来源:
柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备: FeSO4+Na2CO3=FeCO3+Na2SO4 FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+CO2+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
金属离子
| 开始沉淀的pH
| 沉淀完全的pH
| Fe3+
| 1.1
| 3.2
| Al3+
| 3.0
| 5.0
| Fe2+
| 5.8
| 8.8
| (1)制备FeCO3时,选用的加料方式是________(填字母),原因是_________________________________ a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中 b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中 c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中 (2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是_______________________________。 (3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。 ①铁粉的作用是_____________________。 ②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是________________________________。 (4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是__________________。
(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,________,得到FeSO4溶液,________,得到FeSO4·7H2O晶体。 |
答案
(1)c 避免生成Fe(OH)2沉淀 (2)取最后一次的洗涤滤液1~2 mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净 (3)①防止+2价的铁元素被氧化 ②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全 (4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出 (5)“(过滤,)向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤”或“过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤” (滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0℃结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥 |
解析
根据题干信息以及FeCO3、Fe2O3、FeSO4的性质解决问题。 (1)根据相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH可知,制备FeCO3时要注意控制溶液的pH。所以需要将Na2CO3缓慢加入到FeSO4溶液中,防止Fe(OH)2的生成。 (2) FeCO3表面吸附SO42—、Na+等杂质离子,检验洗涤是否完全时,可检验SO42—是否存在。方法是取最后一次的洗涤液1~2 mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净。 (3)Fe2+易被氧化,加入铁粉的目的是防止Fe2+被氧化。除去剩余的铁粉时,为了不引入杂质,可加入适量柠檬酸与铁粉反应。(4)柠檬酸亚铁在乙醇中的溶解度小,加入无水乙醇,有利于晶体的析出。(5)烧渣中加入稀H2SO4后要通过过滤除去SiO2,此时溶液中溶质主要是Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3。此时需要加入Fe粉,将Fe3+转化为Fe2+,然后加NaOH调pH到5.0除去Al3+。或过滤,除去SiO2后,向滤液中加入过量的NaOH溶液,过滤,得到Fe(OH)3,洗涤沉淀,加入足量的稀硫酸至沉淀溶解完全,再加入足量的铁粉,得到FeSO4。过滤后,将滤液在60℃时浓缩,冷却即可。 点拨:知识:物质的制备、除杂、净化等实验操作。能力:考查基础知识的同时,也考查了学生读图、识表的综合能力。试题难度:中等。 |
举一反三
硫酸铜在工农业生产和生活中都有重要的应用。请回答下列问题: (1)铜与浓硫酸共热是制备硫酸铜的方法之一,写出反应的化学方程式:__________________。但该反应生成的气体污染环境。为避免环境污染,可在铜粉与稀硫酸的混合物中通入热空气,反应的总化学方程式为____________________。 (2)将铜粉置于稀硫酸中不发生反应,加入双氧水,则铜粉可逐渐溶解。写出反应的离子方程式:____________________。 (3)将适量稀硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶可得到硫酸铜晶体。为了节约原料,H2SO4和HNO3的物质的量之比最佳为________________。 (4)用惰性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图甲所示。图乙是电解过程中产生气体的总体积V与转移电子的物质的量n(e-)的关系图。
电解过程中,a电极的现象是______________;b电极的电极反应式为____________________。 |
(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O俗名摩尔盐,价格便宜,可用来净水或治疗缺铁性贫血等,是一种重要的化工原料。 (1)摩尔盐的水溶液呈 色。 (2)c(Fe2+)相同的摩尔盐和硫酸亚铁两溶液比较,物质的量浓度较大的是 。 (3)甲乙两位同学想测定一瓶摩尔盐的纯度。甲同学设计的实验装置如图1:
从上图推断甲同学想通过测定 计算摩尔盐的纯度。该方案的不足之处在于 。 (4)乙同学在甲同学的基础上做了改进,其实验装置如图2:
则B与C中的试剂分别是 和 。C中干燥管的作用是 。乙同学称取了10.0g的摩尔盐样品,若实验完毕后测得洗气瓶及瓶内溶液共增重O.68 g,则依此数据推算这份摩尔盐的纯度为 %(答案精确到小数点后第一位)。 |
下列有关物质用途的说法中,正确的是A.二氧化硅可用作半导体材料 | B.硝酸常用作金属铜加工前的酸洗 | C.碳酸钠可用于治疗胃酸过多 | D.三氧化二铁常用于生产红色油漆和涂料 |
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高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。 (1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:
①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是: 。 ②反应II的离子方程式为 。 ③高铁酸钾在水中既能消毒***菌,又能净水,是一种理想的水处理剂.它能消毒***菌是因为 它能净水的原因是 。 ④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38,反应II后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5 mol/L,则需要调整 时,开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化)。 (2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾。①加入饱和KOH溶液的目的是: 。 ②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 (填“大”或“小”)。
湿法
| 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
| 干法
| Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
| (3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,高铁电池具有工作电压稳定, 放电时间长等优点,有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料,以硫酸酸钾为电解质,用惰性电极设计成高温下使用的电池,写出该电池正极电极反应式: 。 |
铁和铁合金是生产、生活中常用的材料,下列说法中错误的是A.不锈钢比生铁抗腐蚀能力强 | B.以铁为阴极、铜片为阳极、硫酸铜为电镀液可以实现铁制品镀铜 | C.铁与稀硫酸反应,铁与浓硫酸不能反应 | D.铁轨焊接时可以用铝热反应的方法制取少量的铁 |
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