时间:2017-05-12 07:48:23
填空题 高纯超微细草酸亚铁可用于合成新型锂电池电极材料，工业上可利用提取钛白粉的副产品绿矾（FeSO4·7H2O）通过下列反应制备：
FeSO4＋2NH3·H2O＝Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4
Fe(OH)2＋H2C2O4＝FeC2O4＋2H2O
（1）绿矾中含有一定量的TiOSO4杂质。将绿矾溶于稀硫酸，加入铁粉、搅拌、充分反应并保持一段时间，过滤，可得纯净的FeSO4溶液。在上述过程中，TiOSO4能与水反应转化为H2TiO3沉淀，写出该反应的化学方程式：?；加入铁粉的作用有?、?。
（2）由纯净的FeSO4溶液制取FeC2O4时，需在真空环境下进行，原因是?。
FeC2O4生成后，为提高产品纯度，还需调节溶液pH＝2，若pH过低，则导致
FeC2O4的产率?（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
（3）将含有FeC2O4的混合液过滤 ，将产品先用水洗涤，再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是?、?。
（4）某研究小组欲从某化工残渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3）出发，先制备较纯净的FeSO4溶液，再合成FeC2O4。请补充完整由该化工残渣制备较纯净的FeSO4溶液的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液）：向一定量该化工残渣中加入足量的稀硫酸充分反应，过滤，?，过滤，得到较纯净的FeSO4溶液。
填空题 高 91EXAm.org纯超微细草酸亚铁可用于合成新型锂电池电极材料，工业上可利用提取钛白粉的副产品绿矾（FeSO4·7H2O）通过下列反应制备：
FeSO4＋2NH3·H2O＝Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4
Fe(OH)2＋H2C2O4＝FeC2O4＋2H2O
（1）绿矾中含有一定量的TiOSO4杂质。将绿矾溶于稀硫酸，加入铁粉、搅拌、充分反应并保持一段时间，过滤，可得纯净的FeSO4溶液。在上述过程中，TiOSO4能与水反应转化为H2TiO3沉淀，写出该反应的化学方程式：?；加入铁粉的作用有?、?。
（2）由纯净的FeSO4溶液制取FeC2O4时，需在真空环境下进行，原因是?。
FeC2O4生成后，为提高产品纯度，还需调节溶液pH＝2，若pH过低，则导致
FeC2O4的产率?（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
（3）将含有FeC2O4的混合液过滤，将产品先用水洗涤，再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是?、?。
（4）某研究小组欲从某化工残渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3）出发，先制备较纯净的FeSO4溶液，再合成FeC2O4。请补充完整由该化工残渣制备较纯净的FeSO4溶液的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液）：向一定量该化工残渣中加入足量的稀硫酸充分反应，过滤，?，过滤，得到较纯净的FeSO4溶液。
本题答案：（1）TiOSO4＋2H2O＝H2TiO3↓＋H2SO4（2分）
防止Fe2+被氧化、调节溶液pH、除去杂质（合理答案均可）
（2）避免生成的Fe(OH)2等物质被氧化（合理答案均可）（2分）?偏低（2分）
（3）除去固体表面的杂质、使产品快速干燥、减少产品的损耗等（2分，每答对1点给1分）
（4）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，（3分）
本题解析：（1）溶液中的亚铁离子易被空气中的氧气氧化，所以加入铁粉防止Fe2+被氧化；铁粉与溶液中氢离子反应，促进TiO2+水解完全沉淀从而除去；（2）在制备过程中反应生成更易被氧化的Fe(OH)2，在无氧条件下是防止氧气把其氧化为Fe(OH)3；实验过程中若溶液酸性过强易生成酸式草酸亚铁，导致产率偏低。（3）乙醇具有较强挥发性，沉淀已水洗，再用乙醇洗涤显然是使产品快速干燥，防止在加热或在空气中缓慢干燥发生反应对产品的质量产生影响；（4）制备纯净的FeSO4溶液需要除去杂质，先加酸溶解过滤除去二氧化硅，再加过量碱除去铝离子，再加硫酸、铁粉等得到纯净的FeSO4溶液。
本题所属考点：【物质的分离、提纯】
本题难易程度：【一般】