Question

【題目】Fe(OH)3廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥制劑、顏料制造等領(lǐng)域，其制備步驟及裝置如下：在三頸燒瓶中加入16.7gFeSO4·7H2O和40.0ml蒸餾水。邊攪拌邊緩慢加入3.0mL濃H2SO4，再加入2.0gNaClO3固體。水浴加熱至80℃，攪拌一段時(shí)間后，加入NaOH溶液，充分反應(yīng)。經(jīng)過濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品。

(1)NaClO3氧化FeSO4·7H2O的離子方程式為_____________。

(2)加入濃硫酸的作用為_________(填標(biāo)號)。

a.提供酸性環(huán)境，增強(qiáng)NaClO3氧化性 b.脫去FeSO4·7H2O的結(jié)晶水

c.抑制Fe3+水解 d.作為氧化劑

(3)檢驗(yàn)Fe2+已經(jīng)完全被氧化需使用的試劑是_________。

(4)研究相同時(shí)間內(nèi)溫度與NaClO3用量對Fe2+氧化效果的影響，設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)如下表

編號	T/℃	FeSO4·7H2O/g	NaClO3/g	氧化效果/%
i	70	25	1.6	a
ii	70	25	m	b
iii	80	n	2.0	c
iv	80	25	1.6	87.8

①m=______；n=______。

②若c>87.8>a，則a、b、c的大小關(guān)系為___________。

(5)加入NaOH溶液制備Fe(OH)3的過程中，若降低水浴溫度，Fe(OH)3的產(chǎn)率下降，其原因是___

(6)判斷Fe(OH)3沉淀洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作為_________________；

(7)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明制得的產(chǎn)品含FeOOH(假設(shè)不含其他雜質(zhì))。___________。

Answer 1

【答案】ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O a、c K3[Fe(CN)6]溶液 2.0 25 c>b>a 若溫度過低，Fe(OH)3膠體未充分聚沉收集，導(dǎo)致產(chǎn)率下降 取最后一次洗滌液于兩只試管中，分別滴加HCl酸化的BaCl2溶液和HNO3酸化的AgNO3溶液，若都無白色沉淀，則說明Fe(OH)3沉淀洗滌干凈 稱取mg樣品，加熱至恒重后稱重，剩余固體質(zhì)量大于

【解析】

(1)NaClO3具有氧化性，在酸性條件下將FeSO4·7H2O氧化為硫酸鐵，據(jù)此書寫；

(2) NaClO3具有氧化性，在酸性條件下氧化性增強(qiáng)；同時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3+會發(fā)生水解反應(yīng)，根據(jù)鹽的水解規(guī)律分析分析；

(3)檢驗(yàn)Fe2+已經(jīng)完全被氧化，就要證明溶液在無Fe2+；

(4)實(shí)驗(yàn)是研究相同時(shí)間內(nèi)溫度與NaClO3用量對Fe2+氧化效果的影響，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知i、ii是研究NaClO3用量的影響；ii、iii或i、iv是研究溫度的影響；據(jù)此分析解答；

(5)溫度低，鹽水解程度小，不能充分聚沉；

(6) Fe(OH)3沉淀是從含有NaCl、H2SO4的溶液在析出的，只要檢驗(yàn)無Cl-或SO42-就可證明洗滌干凈；

(7)根據(jù)Fe元素守恒，若含有FeOOH，最后得到的固體質(zhì)量比Fe(OH)3多。

(1)NaClO3具有氧化性，在酸性條件下將FeSO4·7H2O氧化為硫酸鐵，NaClO3被還原為NaCl，同時(shí)產(chǎn)生水，反應(yīng)的離子方程式為：ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；

(2) NaClO3氧化FeSO4·7H2O時(shí)，為了增強(qiáng)其氧化性，要加入酸，因此提供酸性環(huán)境，增強(qiáng)NaClO3氧化性，選項(xiàng)a合理；同時(shí)FeSO4·7H2O被氧化為Fe2(SO4)3，該鹽是強(qiáng)酸弱堿鹽，在溶液中Fe3+發(fā)生水解反應(yīng)使溶液顯酸性，為抑制Fe3+的水解，同時(shí)又不引入雜質(zhì)離子，因此要向溶液中加入硫酸，選項(xiàng)c合理，故答案為ac；

(3)檢驗(yàn)Fe2+已經(jīng)完全被氧化，只要證明溶液中無Fe2+即可，檢驗(yàn)方法是取反應(yīng)后的溶液少許，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若溶液無藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，就證明Fe2+已經(jīng)完全被氧化為Fe3+；

(4)①根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>i、ii是在相同溫度下，研究NaClO3用量的影響，ii、iii或i、iv是研究溫度的影響；因此m=2，n=25；

②在其它條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，實(shí)驗(yàn)b>a；ii、iii的反應(yīng)物濃度相同時(shí)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率大大加快，實(shí)驗(yàn)c>b，因此三者關(guān)系為c>b>a；

(5)加入NaOH溶液制備Fe(OH)3的過程中，若降低水浴溫度，Fe(OH)3的產(chǎn)率下降，原因是溫度過低，Fe(OH)3膠體未充分聚沉收集，導(dǎo)致產(chǎn)率下降；

(6) Fe(OH)3沉淀是從含有NaCl、H2SO4的溶液在析出的，若最后的洗滌液中無Cl-或SO42-就可證明洗滌干凈。方法是取最后一次洗滌液于兩只試管中，分別滴加HCl酸化的BaCl2溶液和HNO3酸化的AgNO3溶液，若都無白色沉淀，則說明Fe(OH)3沉淀洗滌干凈；

(7)在最后得到的沉淀Fe(OH)3中若含有FeOOH，由于Fe(OH)3中比FeOOH中Fe元素的含量多。由于1molFe(OH)3質(zhì)量是107g，完全灼燒后產(chǎn)生0.5molFe2O3，質(zhì)量是80g，若稱取mg Fe(OH)3，完全灼燒后固體質(zhì)量是，若樣品中含有FeOOH，加熱至恒重后稱重，剩余固體質(zhì)量大于。