Question

高純超微細(xì)草酸亞鐵可用于合成新型鋰電池電極材料，工業(yè)上可利用提取鈦白粉的副產(chǎn)品綠礬（FeSO₄·7H₂O）通過(guò)下列反應(yīng)制備：
FeSO₄＋2NH₃·H₂O＝Fe(OH)₂↓＋(NH₄)₂SO₄
Fe(OH)₂＋H₂C₂O₄＝FeC₂O₄＋2H₂O
（1）綠礬中含有一定量的TiOSO₄雜質(zhì)。將綠礬溶于稀硫酸，加入鐵粉、攪拌、充分反應(yīng)并保持一段時(shí)間，過(guò)濾，可得純凈的FeSO₄溶液。在上述過(guò)程中，TiOSO₄能與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H₂TiO₃沉淀，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：   ；加入鐵粉的作用有   、   。
（2）由純凈的FeSO₄溶液制取FeC₂O₄時(shí)，需在真空環(huán)境下進(jìn)行，原因是   。
FeC₂O₄生成后，為提高產(chǎn)品純度，還需調(diào)節(jié)溶液pH＝2，若pH過(guò)低，則導(dǎo)致
FeC₂O₄的產(chǎn)率   （填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）。
（3）將含有FeC₂O₄的混合液過(guò)濾，將產(chǎn)品先用水洗滌，再用無(wú)水乙醇清洗。無(wú)水乙醇的作用是   、   。
（4）某研究小組欲從某化工殘?jiān)�（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。請(qǐng)補(bǔ)充完整由該化工殘?jiān)�制備較純凈的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）：向一定量該化工殘?jiān)�中加入足量的稀硫酸充分反�?yīng)，過(guò)濾，   ，過(guò)濾，得到較純凈的FeSO₄溶液。

Answer 1

（1）TiOSO₄＋2H₂O＝H₂TiO₃↓＋H₂SO₄（2分）
防止Fe²⁺被氧化、調(diào)節(jié)溶液pH、除去雜質(zhì)（合理答案均可）
（2）避免生成的Fe(OH)₂等物質(zhì)被氧化（合理答案均可）（2分）    偏低（2分）
（3）除去固體表面的雜質(zhì)、使產(chǎn)品快速干燥、減少產(chǎn)品的損耗等（2分，每答對(duì)1點(diǎn)給1分）
（4）向?yàn)V液中滴加過(guò)量的NaOH溶液，過(guò)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?jǐn)嚢韬螅��?分）

試題分析：（1）溶液中的亞鐵離子易被空氣中的氧氣氧化，所以加入鐵粉防止Fe²⁺被氧化；鐵粉與溶液中氫離子反應(yīng)，促進(jìn)TiO²⁺水解完全沉淀從而除去；（2）在制備過(guò)程中反應(yīng)生成更易被氧化的Fe(OH)₂，在無(wú)氧條件下是防止氧氣把其氧化為Fe(OH)₃；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若溶液酸性過(guò)強(qiáng)易生成酸式草酸亞鐵，導(dǎo)致產(chǎn)率偏低。（3）乙醇具有較強(qiáng)揮發(fā)性，沉淀已水洗，再用乙醇洗滌顯然是使產(chǎn)品快速干燥，防止在加熱或在空氣中緩慢干燥發(fā)生反應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響；（4）制備純凈的FeSO₄溶液需要除去雜質(zhì)，先加酸溶解過(guò)濾除去二氧化硅，再加過(guò)量堿除去鋁離子，再加硫酸、鐵粉等得到純凈的FeSO₄溶液。