Question

【題目】磷酸鐵（FePO42H2O，難溶于水的米白色固體）可用于生成藥物、食品添加劑和鋰離子電池的正極材料，實驗室可通過下列實驗制備磷酸鐵．

（1）稱取一定量已除去油污的廢鐵屑，加入稍過量的稀硫酸，加熱、攪拌，反應一段時間后過濾．反應加熱的目的是_____．

（2）向濾液中加入一定量H2O2氧化Fe2+，為使濾液中的Fe2+完全被H2O2氧化成Fe3+，下列實驗條件控制正確的是_____（填字母編號）．

A．加入適當過量的H2O2溶液 B．緩慢滴加H2O2溶液并攪拌

C．加熱，使反應在較高溫度下進行 D．用氨水調節溶液pH＝7

（3）往含有Fe3+的溶液中加入一定量的Na2HPO4溶液（溶液顯堿性），攪拌、過濾、洗漆、干燥得到FePO42H2O．若反應得到的FePO42H2O固體呈棕黃色，則磷酸鐵中混有的雜質可能為_____．

（4）實驗過程中用H2O2氧化Fe2+之前，為確定加入H2O2的量，需先用K2Cr2O7標準溶液滴定濾液中的Fe2+，離子方程式為：CrO+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O

①在向滴定管注入K2Cr2O7標準溶液前，滴定管需要檢漏、_____和_____．

②若滴定x mL含Fe2+的濾液消耗a molL﹣1K2Cr2O7標準溶液b mL，則濾液中c（Fe2+）＝_____ molL﹣1．

Answer 1

【答案】加快鐵和稀硫酸的反應速率 A、B Fe(OH)3 用蒸餾水洗凈 用K2Cr2O7標準溶液潤洗2～3次 molL﹣1

【解析】

(1)根據影響化學反應速率的因素分析；

(2)向濾液中加入一定量H2O2氧化Fe2+，為使濾液中的Fe2+完全被H2O2氧化成Fe3+，考慮H2O2的分解，溫度不能太高，結合具體的操作分析；
(3)根據堿性條件下，Fe3+會變成Fe(OH)3，且FePO42H2O為難溶于水的米白色固體，最終得到FePO42H2O固體呈棕黃色進行判斷；

(4)根據滴定原理和實驗步驟進行解答。

(1)稱取一定量已除去油污的廢鐵屑，加入稍過量的稀硫酸，加熱可以加快鐵和稀硫酸的反應速率，故答案：加快鐵和稀硫酸的反應速率；
(2) A. H2O2具有強氧化性，能把濾液中的Fe2+完全氧化成Fe3+，所以需加入適當過量的H2O2溶液，故A正確；

B.緩慢滴加 H2O2溶液并攪拌，避免局部反應帶來的干擾，使溶液中離子間反應更充分，故B正確；
C. H2O2不穩定，受熱易分解。加熱，能促進化學反應的速率，考慮到H2O2受熱易分解，適當加熱可以，但溫度不能太高，故C錯誤；
D.用氨水調節溶液pH=7，此時溶液中已經生成Fe(OH)3沉淀，操作目的是把氧化的Fe2+變為Fe3+，并不是除雜，故D錯誤；
故答案為：A、B；
(3)往含有Fe3+的溶液中加入一定量的Na2HPO4溶液(溶液顯堿性)，最終得到FePO42H2O固體呈棕黃色，由于FePO42H2O是難溶于水的米白色固體，可以判斷摻入了雜質，考慮到堿性條件下可能產生Fe(OH)3雜質，顏色比較符合，所以磷酸鐵中混有的雜質可能為Fe(OH)3，故答案為：Fe(OH)3；
(4)①將標準液裝入滴定管前，需要檢漏，先用蒸餾水洗凈滴定管，再用K2Cr2O7標準液潤洗2~3次，故答案為：用蒸餾水洗凈；用K2Cr2O7標準溶液潤洗2～3次；

②由電子守恒原理可得反應關系為：Cr2O72-6 Fe2+，若滴定xmL含Fe2+的濾液消耗a molL﹣1K2Cr2O7標準溶液b mL，則濾液中c(Fe2+)=6c(Cr2O72-)=mol/L，故答案為：molL﹣1。