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)并保持一段時間，過濾，可得純凈的FeSO₄溶液。在上述過程中，TiOSO₄能與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H₂TiO₃沉淀，寫出該反應(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，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過低，則導(dǎo)致

FeC₂O₄的產(chǎn)率    （填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

（3）將含有FeC₂O₄的混合液過濾，將產(chǎn)品先用水洗滌，再用無水乙醇清洗。無水乙醇的作用是    、    。

（4）某研究小組欲從某化工殘渣（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。請補(bǔ)充完整由該化工殘渣制備較純凈的FeSO₄溶液的實驗步驟（可選用的試劑：鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液）：向一定量該化工殘渣中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng)，過濾，    ，過濾，得到較純凈的FeSO₄溶液。

 

Answer 1

【答案】

（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1點給1分）

（4）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?jǐn)嚢韬�，�?分）

【解析】

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）在制備過程中反應(yīng)生成更易被氧化的Fe(OH)₂，在無氧條件下是防止氧氣把其氧化為Fe(OH)₃；實驗過程中若溶液酸性過強(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)，先加酸溶解過濾除去二氧化硅，再加過量堿除去鋁離子，再加硫酸、鐵粉等得到純凈的FeSO₄溶液。

考點：考查綜合實驗中過程的控制、原理及操作有關(guān)問題。