Question

20．磷酸亚铁[Fe₃（PO₄）₂•8H₂O]为白蓝色晶体，溶于强酸，不溶于水和乙醇．它是生产LiFeO₄的原料，实验室利用FeSO₄•7H₂O、Na₂HPO₄•12H₂O及CH₃COONa•3H₂O为原料制备磷酸亚铁的实验流程如如图1：

合成时的主要反应为：
3FeSO₄+2Na₂HPO₄+2CH₃COONa+8H₂O=Fe₃（PO₄）₂•8H₂O↓+3Na₂SO₄+2CH₃COOH
（1）实验中由原料配制溶液时，蒸馏水事先要煮沸、冷却，煮沸的目的是除去溶液中的溶解的氧气．
（2）合成时，在三口烧瓶中先加入抗坏血酸（C₆H₈O₆）稀溶液作底液，再向烧瓶中，滴入Na₂HPO₄与CH₃COONa混合溶液至PH=4时，再滴入FeSO₄溶液，最终维持PH=6（装置如图2所示）．

①实验不是将三种溶液直接混合的原因是避免生成Fe（OH）₂沉淀．
②用抗坏血酸溶液作底液而不用铁粉，其主要原因是避免产品中混有铁粉．
③制备时需不断搅拌，其目的是使反应物充分接触，避免生成Fe（OH）₂沉淀．
（3）生成的Fe₃（PO₄）₂•8H₂O 沉淀需充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是取最后一滴洗涤滤液1～2mL于试管中，向其滴加BaCl₂溶液，若无沉淀产生，则表明已洗涤干净．
（4）检验产品中是否混有Fe（OH）₃或FePO₄杂质的方法是取少量固体溶于适量盐酸，然后滴入KSCN溶液，容易变红色，说明含有Fe³⁺，否则不含．
（5）某研究性学习小组的同学拟用工业品十二水合磷酸氢二钠（含Na₂HPO₄、重金属盐及有色杂质等）提纯得到Na₂HPO₄•12H₂O晶体．已知：Na₂HPO₄溶液PH8.2～8.4，重金属硫化物不溶于水．请补充实验步骤[实验中可选用的试剂：Na₂S溶液、0.1mol•L^-1NaOH溶液、乙醇]．
①将工业品溶于热水；②逐滴滴入Na₂S溶液，至不再生成沉淀为止；
③加入活性炭煮沸，趁热过滤；④用0.1mol/LH₃PO₄和NaOH溶液调节溶液pH8.2～8.4；⑤加入乙醇，冷却结晶；⑥过滤、洗涤及干燥．

Answer 1

分析 （1）由原料配制溶液时，蒸馏水事先要煮沸、冷却，可以除去溶液中的溶解的氧气，避免氧化Fe²⁺；
（2）①分别加入药品，混合溶液至PH=4时，再加入FeSO₄溶液，防止生成Fe（OH）₂沉淀；
②铁粉是固体，混在产品中；
③制备时需不断搅拌，使反应物充分接触，也会防止生成Fe（OH）₂沉淀；
（3）生成的Fe₃（PO₄）₂•8H₂O 固体混有杂质SO₄^2-离子，通过检验SO₄^2-，判断沉淀洗涤干净与否；
（4）通常用KSCN溶液检验Fe³⁺；
（5）②重金属硫化物不溶于水，用过量Na₂S溶液除去重金属离子，至不再生成沉淀为止；
④已知：Na₂HPO₄溶液pH8.2～8.4，调节溶液pH8.2～8.4，即得到Na₂HPO₄•12H₂O晶体；
⑤加入乙醇，降低Na₂HPO₄溶解度，冷却结晶．

解答 解：（1）Fe²⁺具有强还原性，由原料配制溶液时，蒸馏水事先要煮沸、冷却，可以除去溶液中的溶解的氧气，避免氧化Fe²⁺；
故答案为：除去溶液中的溶解的氧气；
（2）①实验不是将三种溶液直接混合，分别加入，混合溶液至PH=4时，再加入FeSO₄溶液，防止生成Fe（OH）₂沉淀；
故答案为：避免生成Fe（OH）₂沉淀；
②铁粉是固体，混在产品中，故用抗坏血酸溶液作底液而不用铁粉；
故答案为：避免产品中混有铁粉；
③制备时需不断搅拌，使反应物充分接触，也会防止生成Fe（OH）₂沉淀；
故答案为：使反应物充分接触，避免生成Fe（OH）₂沉淀；
（3）生成的Fe₃（PO₄）₂•8H₂O 固体混有杂质SO₄^2-离子，取最后一滴洗涤滤液1～2mL于试管中，向其滴加BaCl₂溶液，若无沉淀产生，则表明已洗涤干净；
故答案为：取最后一滴洗涤滤液1～2mL于试管中，向其滴加BaCl₂溶液，若无沉淀产生，则表明已洗涤干净；
（4）通常用KSCN溶液检验Fe³⁺，取少量固体溶于适量盐酸，然后滴入KSCN溶液，容易变红色，说明含有Fe³⁺，否则不含；
故答案为：取少量固体溶于适量盐酸，然后滴入KSCN溶液，容易变红色，说明含有Fe³⁺，否则不含；
（5）②重金属硫化物不溶于水，用过量Na₂S溶液除去重金属离子，至不再生成沉淀为止；
故答案为：逐滴滴入Na₂S溶液，至不再生成沉淀为止；
④已知：Na₂HPO₄溶液pH8.2～8.4，用0.1mol/LH₃PO₄和NaOH溶液调节溶液pH8.2～8.4，即得到Na₂HPO₄•12H₂O晶体；
故答案为：用0.1mol/LH₃PO₄和NaOH溶液调节溶液pH8.2～8.4；
⑤加入乙醇，降低Na₂HPO₄溶解度，冷却结晶，析出Na₂HPO₄•12H₂O晶体；
故答案为：加入乙醇，冷却结晶．

点评 本题以铁及其化合物为载体考查了物质的制备，涉及氧化还原反应、实验操作、反应速率的影响因素等知识点，根据物质之间的关系式、实验操作的规范性、影响反应速率的因素等知识点来分析解答，题目难度中等．