Question

8．檸檬酸亞鐵（FeC₆H₆O₇）是一種易吸收的高效鐵制劑，可由綠礬（FeSO₄•7H₂O）通過下列反應(yīng)制備：FeSO₄+Na₂CO₃═FeCO₃↓+Na₂SO₄   FeCO₃+C₆H₈O₇═FeC₆H₆O₇+CO₂↑+H₂O．
下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol•L^-1計算）．

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Al3+	3.0	5.0
Fe2+	5.8	8.8

（1）制備FeCO₃時，選用的加料方式是c（填字母），原因是避免生成Fe（OH）₂沉淀．
a．將FeSO₄溶液與Na₂CO₃溶液同時加入到反應(yīng)容器中
b．將FeSO₄溶液緩慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反應(yīng)容器中
c．將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應(yīng)容器中
（2）生成的FeCO₃沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈．
（3）將制得的FeCO₃加入到足量檸檬酸溶液中，再加入少量鐵粉，80℃下攪拌反應(yīng)．
①鐵粉的作用是防止+2價的鐵元素被氧化
②反應(yīng)結(jié)束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是加入適量檸檬酸讓鐵粉反應(yīng)完全．
（4）最后溶液經(jīng)濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥，獲得檸檬酸亞鐵晶體．分離過程中加入無水乙醇的目的是降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于晶體析出．

Answer 1

分析 （1）利用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液反應(yīng)制備FeCO₃，由于Na₂CO₃溶液堿性很強(qiáng)，可能會生成Fe（OH）₂沉淀，為避免生成Fe（OH）₂沉淀，如果將Na₂CO₃加入FeSO₄溶液中，F(xiàn)e²⁺是過量的，并且FeSO₄溶液為酸性，F(xiàn)e²⁺不易沉淀；
（2）沉淀表面可能會有Na₂SO₄雜質(zhì)，檢驗(yàn)最后一次洗滌濾液中是否含有SO₄^2-判斷洗滌是否干凈；
（3）因+2的Fe元素易被空氣中的氧氣氧化，制備檸檬酸亞鐵過程中應(yīng)盡量避免與氧氣接觸，加入鐵粉與檸檬酸反應(yīng)產(chǎn)生H₂，形成一個無氧的環(huán)境，除去過量的鐵粉可直接加入適量的檸檬酸，反應(yīng)也生成了需要的產(chǎn)品檸檬酸亞鐵；
（4）最后的溶液經(jīng)濃縮形成檸檬酸亞鐵的飽和溶液，要得到盡可能多的檸檬酸亞鐵晶體，可加入無水乙醇，可以降低檸檬酸亞鐵的溶解度，從而獲得更多的產(chǎn)品．

解答 解：（1）利用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液反應(yīng)制備FeCO₃，由于Na₂CO₃溶液堿性很強(qiáng)，可能會生成Fe（OH）₂沉淀，如果將Na₂CO₃加入FeSO₄溶液中，F(xiàn)e²⁺是過量的，并且FeSO₄溶液為酸性，F(xiàn)e²⁺不易沉淀．因此，CO₃^2-容易與Fe²⁺結(jié)合為沉淀析出，因此為避免生成Fe（OH）₂沉淀，應(yīng)將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應(yīng)容器中，
故答案為：c；避免生成Fe（OH）₂沉淀；
（2）Na₂CO₃表面含有SO₄^2-的殘留溶液，只要洗滌液里檢驗(yàn)不到SO₄^2-，即可證明洗滌干凈，具體操作是：取最后一次洗滌的濾液，1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈；
（3）①因+2的Fe元素易被空氣中的氧氣氧化，制備檸檬酸亞鐵過程中應(yīng)盡量避免與氧氣接觸．加入鐵粉的目的就是與檸檬酸反應(yīng)產(chǎn)生H₂，形成一個無氧的環(huán)境，
故答案為：防止+2價的鐵元素被氧化；
②除去過量的鐵粉可直接加入適量的檸檬酸，反應(yīng)也生成了需要的產(chǎn)品檸檬酸亞鐵，不會引入雜質(zhì)，
故答案為：加入適量檸檬酸讓鐵粉反應(yīng)完全；
（4）最后的溶液經(jīng)濃縮形成檸檬酸亞鐵的飽和溶液，要得到盡可能多的檸檬酸亞鐵晶體，可加入無水乙醇，可以降低檸檬酸亞鐵的溶解度，從而獲得更多的產(chǎn)品，
故答案為：降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于晶體析出．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備方案，側(cè)重考查學(xué)生對原理與操作的分析評價、在新情境下物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)中基本的實(shí)驗(yàn)技能和對教材相關(guān)實(shí)驗(yàn)的理解的遷移能力，題目難度中等．