Question

檸檬酸亞鐵(FeC₆H₆O₇)是一種易吸收的高效鐵制劑，可由綠礬(FeSO₄·7H₂O)通過下列反應制備：
FeSO₄＋Na₂CO₃=FeCO₃＋Na₂SO₄
FeCO₃＋C₆H₈O₇=FeC₆H₆O₇＋CO₂＋H₂O
下表列出了相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L^－1計算)。

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3＋	1.1	3.2
Al3＋	3.0	5.0
Fe2＋	5.8	8.8

 
(1)制備FeCO₃時，選用的加料方式是________(填字母)，原因是_________________________________
a．將FeSO₄溶液與Na₂CO₃溶液同時加入到反應容器中
b．將FeSO₄溶液緩慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反應容器中
c．將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應容器中
(2)生成的FeCO₃沉淀需經充分洗滌，檢驗洗滌是否完全的方法是_______________________________。
(3)將制得的FeCO₃加入到足量檸檬酸溶液中，再加入少量鐵粉，80℃下攪拌反應。
①鐵粉的作用是_____________________。
②反應結束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是________________________________。
(4)最后溶液經濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥，獲得檸檬酸亞鐵晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是__________________。

(5)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，先制備綠礬，再合成檸檬酸亞鐵。請結合右圖的綠礬溶解度曲線，補充完整由硫鐵礦燒渣制備FeSO₄·7H₂O晶體的實驗步驟(可選用的試劑：鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應，________，得到FeSO₄溶液，________，得到FeSO₄·7H₂O晶體。

Answer 1

(1)c　避免生成Fe(OH)₂沉淀　(2)取最后一次的洗滌濾液1～2 mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈　(3)①防止＋2價的鐵元素被氧化　②加入適量檸檬酸讓鐵粉反應完全　(4)降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于晶體析出　(5)“(過濾，)向反應液中加入足量的鐵粉，充分攪拌后，滴加NaOH溶液調節反應液的pH約為5，過濾”或“過濾，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”　(滴加稀硫酸酸化，)加熱濃縮得到60℃飽和溶液，冷卻至0℃結晶，過濾，少量冰水洗滌，低溫干燥

根據題干信息以及FeCO₃、Fe₂O₃、FeSO₄的性質解決問題。
(1)根據相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH可知，制備FeCO₃時要注意控制溶液的pH。所以需要將Na₂CO₃緩慢加入到FeSO₄溶液中，防止Fe(OH)₂的生成。
(2) FeCO₃表面吸附SO₄^2—、Na^＋等雜質離子，檢驗洗滌是否完全時，可檢驗SO₄^2—是否存在。方法是取最后一次的洗滌液1～2 mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈。
(3)Fe^2＋易被氧化，加入鐵粉的目的是防止Fe^2＋被氧化。除去剩余的鐵粉時，為了不引入雜質，可加入適量檸檬酸與鐵粉反應。(4)檸檬酸亞鐵在乙醇中的溶解度小，加入無水乙醇，有利于晶體的析出。(5)燒渣中加入稀H₂SO₄后要通過過濾除去SiO₂，此時溶液中溶質主要是Fe₂(SO₄)₃和Al₂(SO₄)₃。此時需要加入Fe粉，將Fe^3＋轉化為Fe^2＋，然后加NaOH調pH到5.0除去Al^3＋。或過濾，除去SiO₂后，向濾液中加入過量的NaOH溶液，過濾，得到Fe(OH)₃，洗滌沉淀，加入足量的稀硫酸至沉淀溶解完全，再加入足量的鐵粉，得到FeSO₄。過濾后，將濾液在60℃時濃縮，冷卻即可。
點撥：知識：物質的制備、除雜、凈化等實驗操作。能力：考查基礎知識的同時，也考查了學生讀圖、識表的綜合能力。試題難度：中等。