题目内容
磷酸铁(FePO4·2H2O,难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室可通过下列实验制备磷酸铁。
(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤。反应加热的目的是________________________。
(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+。为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2+,离子方程式如下:
Cr2O
+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
①在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、________和________。
②若滴定x mL滤液中的Fe2+,消耗a mol·L-1K2Cr2O7标准溶液b mL,则滤液中c(Fe2+)=________mol·L-1。
③为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是________(填序号)。
A.加入适当过量的H2O2溶液
B.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C.加热,使反应在较高温度下进行
D.用氨水调节溶液pH=7
(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入到含有Fe3+的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4·2H2O。若反应得到的FePO4·2H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为________。
解析:(1)温度越高反应速率越快,因此加热可以加快反应的速率。(2)①滴定管要先用蒸馏水洗涤,再用待装液体润洗。②根据题给离子方程式可知,n(Fe2+)=6n(Cr2O
),c(Fe2+)=
=
=
mol·L-1。③加入过量的H2O2,可以使Fe2+充分被氧化;缓慢滴加H2O2并搅拌,可以使反应更充分;加热会使H2O2发生分解;加入氨水会使Fe2+转化为沉淀。故答案为AB。(3)因为碱性溶液中Fe3+反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,从而使得到的FePO4·2H2O固体呈棕黄色。
答案:(1)加快铁与稀硫酸反应速率
(2)①用蒸馏水洗净 用K2Cr2O7标准溶液润洗2~3次 ②
③AB
(3)Fe(OH)3(或氢氧化铁)
点拨:知识:滴定管的使用、酸碱中和滴定、H2O2的性质。能力:常见实验仪器的应用能力、关系式法计算能力、推理能力。试题难度:中等。
新型高效絮凝剂Fe(OH)SO4(碱式硫酸铁)常用于污水处理,在医疗上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下所示:
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部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
| 开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
| 完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
请回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的pH,除去Al3+,①pH的范围__________,②写出可能发生的离子方程式:________________。
(2)在实际生产中,反应Ⅱ中常同时通入O2,以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作________。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为________。
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)
,该水解反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO
。为检验所得的产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为________(填序号)。
a.氯水 b.KSCN溶液
c.NaOH溶液 d.酸性KMnO4溶液