Question

【題目】某興趣小組以廢鐵屑制得硫酸亞鐵銨后，按下列流程制備二水合草酸亞鐵(FeC2O4·2H2O)，進一步制備高純度還原鐵粉。

已知：FeC2O4·2H2O難溶于水，150℃開始失結(jié)晶水；常溫下H2C2O4為晶體，易溶于水，溶解度隨溫度升高而增大。

請回答：

（1）步驟②，發(fā)生反應的離子方程式____________________________；該步驟H2C2O4稍過量主要是為了_________________。

（2）下列操作或描述正確的是_______________。

A．步驟①，酸化主要是為了抑制Fe2+水解

B．步驟③，如果采用冷水洗滌可提高除雜效果

C．步驟③，如果在常壓下快速干燥，溫度可選擇略高于100℃

（3）稱取一定量的FeC2O4·2H2O試樣，用硫酸溶解，采用KMnO4滴定法測定，折算結(jié)果如下：

n(Fe2＋)/mol	n(C2O42－)·mol－1	試樣中FeC2O4·2H2O的質(zhì)量分數(shù)
9.80×10－4	9.80×10－4	0.98

由表中數(shù)據(jù)推測試樣中最主要的雜質(zhì)是_________________。

（4）實現(xiàn)步驟④必須用到的兩種儀器是_________(供選儀器如下)

a．坩堝；b．燒杯；c．蒸餾燒瓶；d．錐形瓶；e．表面皿：f．高溫爐

該步驟的化學方程式是______________________________________________。

Answer 1

【答案】Fe2＋ + H2C2O4 + 2H2O = FeC2O4·2H2O +2H+ 將溶液里的Fe2＋完全轉(zhuǎn)化為草酸亞鐵晶體，提高原料利用率 AC (NH4)2SO4 af 4FeC2O4·2H2O＋3O22Fe2O3＋8CO2＋8H2O

【解析】

（1）步驟②是Fe2+與草酸反應生成FeC2O4·2H2O晶體的反應；從提高產(chǎn)率的角度分析；

（2）A. Fe2+水解使溶液顯酸性；

B.H2C2O4易溶于水，溶解度隨溫度的升高而增大；

C. FeC2O4·2H2O難溶于水，150℃開始失結(jié)晶水；

（3）溶液中c(Fe2+)和c(C2O42-)之間滿足電荷守恒，雜質(zhì)中不存在Fe2+和C2O42-；

（4）灼燒固體在坩堝中進行；FeC2O4在空氣中灼燒生成Fe2O3和CO2，根據(jù)電子守恒和原子守恒書寫方程式。

（1）硫酸亞鐵銨晶體溶于水，為了防止Fe2+的水解，在溶液中加入酸可抑制其水解，加入過量的草酸，可將Fe2+完全轉(zhuǎn)化為FeC2O4·2H2O，反應的離子方程式為：Fe2＋+H2C2O4+ 2H2O = FeC2O4·2H2O+2H+；為了將Fe2+完全沉淀，將溶液里的Fe2+完全轉(zhuǎn)化為FeC2O4·2H2O，提高產(chǎn)率，所以草酸要過量；

（2）A. Fe2+水解使溶液顯酸性，在溶液中加入酸可抑制Fe2+水解，使水解平衡逆向移動，A項正確；

B. H2C2O4易溶于水，溶解度隨溫度的升高而增大，因此采用熱水洗滌可提高草酸的溶解度，提升除雜效果，B項錯誤；

C. FeC2O4·2H2O難溶于水，150℃開始失結(jié)晶水，因此如果在常壓下快速干燥，溫度可選擇略高于100℃，但要低于150℃，C項正確；

答案選AC；

（3）由表中數(shù)據(jù)可知，溶液中c(Fe2+)和c(C2O42-)之間滿足電荷守恒，雜質(zhì)中不存在Fe2+和C2O42-，因此雜質(zhì)為反應的另一產(chǎn)物(NH4)2SO4；

（4）灼燒固體在坩堝中進行，因此選用的儀器有坩堝和加熱所需的高溫爐；FeC2O4在空氣中灼燒生成Fe2O3和CO2，反應方程式為：4FeC2O4·2H2O＋3O22Fe2O3＋8CO2＋8H2O。