實驗室由鍊鋼汙泥(簡稱鐵泥，主要成份為鐵的氧化物)製備軟磁*材料α-Fe2O3。其主要實驗流程如下：(1)*浸...

問題詳情：

實驗室由鍊鋼汙泥(簡稱鐵泥，主要成份為鐵的氧化物)製備軟磁*材料α-Fe2O3。

其主要實驗流程如下：

(1)*浸：用一定濃度的H2SO4溶液浸取鐵泥中的鐵元素。若其他條件不變，實驗中採取下列措施能提高鐵元素浸出率的有___________(填序號)。

A．適當升高*浸溫度

B．適當加快攪拌速度

C．適當縮短*浸時間

(2)還原：向“*浸”後的濾液中加入過量鐵粉，使Fe3+完全轉化為Fe2+。“還原”過程中除生成Fe2+外，還會生成___________(填化學式)；檢驗Fe3+是否還原完全的實驗*作是______________。

(3)除雜：向“還原”後的濾液中加入NH4F溶液，使Ca2+轉化為CaF2沉澱除去。若溶液的pH偏低、將會導致CaF2沉澱不完全，其原因是___________[，]。

(4)沉鐵：將提純後的FeSO4溶液與氨水-NH4HCO3混合溶液反應，生成FeCO3沉澱。

①生成FeCO3沉澱的離子方程式為____________。

②設計以FeSO4溶液、氨水- NH4HCO3混合溶液為原料，製備FeCO3的實驗方案：__。

（FeCO3沉澱需“洗滌完全”，Fe(OH)2開始沉澱的pH=6.5）。

【回答】

AB    H2    取少量清液，向其中滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液顏*是否呈血紅*    pH偏低形成HF，導致溶液中F-濃度減小，CaF2沉澱不完全    或    在攪拌下向FeSO4溶液中緩慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大於6.5；靜置後過濾，所得沉澱用蒸餾水洗滌2~3次；取最後一次洗滌後的濾液，滴加鹽**化的BaCl2溶液，不出現白*沉澱   

【分析】

鐵泥的主要成份為鐵的氧化物，鐵泥用H2SO4溶液“*浸”得到相應硫*鹽溶液，向“*浸”後的濾液中加入過量鐵粉將Fe3+還原為Fe2+；向“還原”後的濾液中加入NH4F使Ca2+轉化為CaF2沉澱而除去；然後進行“沉鐵”生成FeCO3，將FeCO3沉澱經過系列*作製得α—Fe2O3；據此分析作答。

【詳解】

(1)A．適當升高*浸溫度，加快*浸速率，能提高鐵元素的浸出率，A選；

B．適當加快攪拌速率，增大鐵泥與硫*溶液的接觸，加快*浸速率，能提高鐵元素的浸出率，B選；

C．適當縮短*浸時間，鐵元素的浸出率會降低，C不選；

*選AB。

(2)為了提高鐵元素的浸出率，“*浸”過程中硫*溶液要適當過量，故向“*浸”後的濾液中加入過量的鐵粉發生的反應有：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，“還原”過程中除生成Fe2+外，還有H2生成；通常用KSCN溶液檢驗Fe3+，故檢驗Fe3+是否還原完全的實驗*作是：取少量清液，向其中滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液顏*是否呈血紅*，若不呈血紅*，則Fe3+還原完全，若溶液呈血紅*，則Fe3+沒有還原完全，故*為：H2，取少量清液，向其中滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液顏*是否呈血紅*。

(3)向“還原”後的濾液中加入NH4F溶液，使Ca2+轉化為CaF2沉澱，Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-)，當Ca2+完全沉澱（某離子濃度小於1×10-5mol/L表明該離子沉澱完全）時，溶液中c(F-)至少為mol/L=×10-2mol/L；若溶液的pH偏低，即溶液中H+濃度較大，H+與F-形成弱*HF，導致溶液中c(F-)減小，CaF2沉澱不完全，故*為：pH偏低形成HF，導致溶液中F-濃度減小，CaF2沉澱不完全。

(4)①將提純後的FeSO4溶液與氨水—NH4HCO3混合溶液反應生成FeCO3沉澱，生成FeCO3的化學方程式為FeSO4+NH3·H2O+NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O[或FeSO4+NH3+NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4]，離子方程式為Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓++H2O（或Fe2+++NH3=FeCO3↓+），*為：Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓++H2O（或Fe2+++NH3=FeCO3↓+）。

②根據題意Fe(OH)2開始沉澱的pH=6.5，為防止產生Fe(OH)2沉澱，所以將FeSO4溶液與氨水—NH4HCO3混合溶液反應制備FeCO3沉澱的過程中要控制溶液的pH不大於6.5；FeCO3沉澱需“洗滌完全”，所以設計的實驗方案中要用鹽**化的BaCl2溶液檢驗最後的洗滌液中不含 ；則設計的實驗方案為：在攪拌下向FeSO4溶液中緩慢加入氨水—NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大於6.5；靜置後過濾，所得沉澱用蒸餾水洗滌2~3次；取最後一次洗滌後的濾液，滴加鹽**化的BaCl2溶液，不出現白*沉澱，故*為：在攪拌下向FeSO4溶液中緩慢加入氨水—NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大於6.5；靜置後過濾，所得沉澱用蒸餾水洗滌2~3次；取最後一次洗滌後的濾液，滴加鹽**化的BaCl2溶液，不出現白*沉澱。

【點睛】

本題的易錯點是實驗方案設計中的細節，需注意兩點：(1)控制pH不形成Fe(OH)2沉澱；(2)沉澱洗滌完全的標誌。

知識點：鐵和鐵的化合物

題型：實驗,探究題