Question

柠檬酸亚铁(FeC₆H₆O₇)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO₄·7H₂O)通过下列反应制备：
FeSO₄＋Na₂CO₃=FeCO₃＋Na₂SO₄
FeCO₃＋C₆H₈O₇=FeC₆H₆O₇＋CO₂＋H₂O
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^－1计算)。

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3＋	1.1	3.2
Al3＋	3.0	5.0
Fe2＋	5.8	8.8

 
(1)制备FeCO₃时，选用的加料方式是________(填字母)，原因是_________________________________
a．将FeSO₄溶液与Na₂CO₃溶液同时加入到反应容器中
b．将FeSO₄溶液缓慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反应容器中
c．将Na₂CO₃溶液缓慢加入到盛有FeSO₄溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO₃沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是_______________________________。
(3)将制得的FeCO₃加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80℃下搅拌反应。
①铁粉的作用是_____________________。
②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是________________________________。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是__________________。

(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃)出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO₄·7H₂O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，________，得到FeSO₄溶液，________，得到FeSO₄·7H₂O晶体。

Answer 1

(1)c　避免生成Fe(OH)₂沉淀　(2)取最后一次的洗涤滤液1～2 mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl₂溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净　(3)①防止＋2价的铁元素被氧化　②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全　(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量，有利于晶体析出　(5)“(过滤，)向反应液中加入足量的铁粉，充分搅拌后，滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5，过滤”或“过滤，向滤液中滴加过量的NaOH溶液，过滤，充分洗涤固体，向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解，再加入足量的铁粉，充分搅拌后，过滤”　(滴加稀硫酸酸化，)加热浓缩得到60℃饱和溶液，冷却至0℃结晶，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥

根据题干信息以及FeCO₃、Fe₂O₃、FeSO₄的性质解决问题。
(1)根据相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH可知，制备FeCO₃时要注意控制溶液的pH。所以需要将Na₂CO₃缓慢加入到FeSO₄溶液中，防止Fe(OH)₂的生成。
(2) FeCO₃表面吸附SO₄^2—、Na^＋等杂质离子，检验洗涤是否完全时，可检验SO₄^2—是否存在。方法是取最后一次的洗涤液1～2 mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl₂溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。
(3)Fe^2＋易被氧化，加入铁粉的目的是防止Fe^2＋被氧化。除去剩余的铁粉时，为了不引入杂质，可加入适量柠檬酸与铁粉反应。(4)柠檬酸亚铁在乙醇中的溶解度小，加入无水乙醇，有利于晶体的析出。(5)烧渣中加入稀H₂SO₄后要通过过滤除去SiO₂，此时溶液中溶质主要是Fe₂(SO₄)₃和Al₂(SO₄)₃。此时需要加入Fe粉，将Fe^3＋转化为Fe^2＋，然后加NaOH调pH到5.0除去Al^3＋。或过滤，除去SiO₂后，向滤液中加入过量的NaOH溶液，过滤，得到Fe(OH)₃，洗涤沉淀，加入足量的稀硫酸至沉淀溶解完全，再加入足量的铁粉，得到FeSO₄。过滤后，将滤液在60℃时浓缩，冷却即可。
点拨：知识：物质的制备、除杂、净化等实验操作。能力：考查基础知识的同时，也考查了学生读图、识表的综合能力。试题难度：中等。