Question

14．磷酸亚铁[Fe₃（PO₄）₂•8H₂O]为白蓝色晶体，溶于强酸，不溶于水、醋酸和乙醇．主要用于制造磷酸铁锂电池．实验室制备磷酸亚铁的装置示意图如图、反应和实验步骤如下．
主要反应为：
3FeSO₄+2Na₂HPO₄+2CH₃COONa+8H₂O=Fe₃（PO₄）₂•8H₂O↓+3Na₂SO₄+2CH₃COOH
实验步骤：①在仪器A中先加入抗坏血酸（C₆H₈O₆）稀溶液作底液②向仪器A中，滴入Na₂HPO₄与CH₃COONa混合溶液至pH=4 ③滴入15.2克FeSO₄溶液，最终维持pH=6，充分反应后，静置④进行操作a，干燥得到的磷酸亚铁12.8克．
（1）仪器A的名称是三颈烧瓶．
（2）实验中配制FeSO₄溶液时，先要对蒸馏水进行的操作是煮沸、冷却．
（3）实验中不是将三种溶液直接混合的原因是避免生成Fe（OH）₂沉淀，反应时需不断搅拌，其目的是使反应物充分接触，避免生成Fe（OH）₂沉淀 ．
（4）步骤④进行的操作a是过滤、洗涤．
（5）检验磷酸亚铁粗产品中是否混有氢氧化铁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．
（6）本实验的产率是76.5%．

Answer 1

分析 （1）仪器a为三颈烧瓶；
（2）配制溶液时加热抗坏血酸，防止Fe²⁺离子被氧化，蒸馏水事先要煮沸除去溶液中的溶解的氧气；
（2）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；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）步骤是分离不溶的固体与液体得到磷酸亚铁粗产品，需要采取过滤、洗涤等；
（5）用盐酸溶解，再用KSCN溶液检验Fe³⁺；
（6）根据Fe原子守恒计算Fe₃（PO₄）₂•8H₂O的理论产量，进而计算产率．

解答 解：（1）由仪器结构特征，可知仪器a为三颈烧瓶，
故答案为：三颈烧瓶；
（2）Fe²⁺具有强还原性，配制溶液时加热抗坏血酸，防止Fe²⁺离子被氧化，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：煮沸、冷却；
（3）Na₂HPO₄与CH₃COONa混合溶液呈碱性，直接混合容易产生成Fe（OH）₂沉淀，实验时三种溶液分别加入，混合溶液至pH=4时，再加入FeSO₄溶液，防止生成Fe（OH）₂沉淀；
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：避免生成Fe（OH）₂沉淀；使反应物充分接触，避免生成Fe（OH）₂沉淀；
（4）步骤是分离不溶的固体与液体得到磷酸亚铁粗产品，需要采取过滤、洗涤等，
故答案为：过滤、洗涤；
（5）检验磷酸亚铁粗产品中是否有Fe（OH）₃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，
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；
（6）15.2gFeSO₄的物质的量为$\frac{15.2g}{152g/mol}$=0.1mol，根据Fe元素守恒，理论上得到Fe₃（PO₄）₂•8H₂O的质量为0.1mol×$\frac{1}{3}$×502g/mol=16.73g，磷酸亚铁产率是$\frac{12.8g}{16.73g}$×100%=76.5%，
故答案为：76.5%．

点评 本题考查物质制备实验方案，涉及对仪器识别、物质的分离提纯、对操作的分析评价、实验方案设计、产率计算等，较好的考查学生信息获取与知识迁移运用能力，题目难度中等．