Question

实验室以废铁屑为原料制备草酸亚铁晶体（FeC₂O₄·xH₂O）。过程如下：

已知：①pH>4时，Fe²⁺易被氧气氧化

相关物质的溶解度曲线如图。

（1）①废铁屑在进行“溶解”前，需要在5%的Na₂CO₃溶液中加热数分钟，并洗涤干净，Na₂CO₃溶液的作用是                 。

②用稀硫酸调溶液pH至1～2的目的：一是抑制Fe²⁺ 和NH₄⁺的水解；二是            。

③操作I是为了得到（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O，则操作I应进行蒸发浓缩、结晶、过滤。那么过滤时适宜的温度为               。

④检验FeC₂O₄·xH₂O沉淀是否洗涤干净的方法是                 。

（2）通常用已知浓度的酸性高锰酸钾溶液测定草酸亚铁晶体的纯度。已知酸性条件下MnO₄^－转化为Mn²⁺，写出MnO₄^－与Fe²⁺反应的离子方程式：                 。

（3）某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣（主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃）出发，先制备较纯净的FeSO₄溶液，再合成FeC₂O₄·xH₂O。请补充完整由硫铁矿烧渣制备纯净FeSO₄溶液的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液）：向一定量硫铁矿烧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。

Answer

（1）①除油污；②防止Fe2+被氧化；③60℃左右；④取少量最后一次洗涤液于试管中，加入BaCl2溶液，若无白色沉淀，则沉淀洗涤干净；（2）5Fe2++MnO4－+ 8H+＝Mn2++ 5Fe3++4H2O；（3）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。

【解析】

试题分析：（1）①碳酸钠的水溶液显碱性，在加热的条件下，促进CO32－的水解，碱性增强，金属表面油层油污，防止金属腐蚀，油污在碱性中发生水解，因此碳酸钠的作用是除去表面油污；②根据信息，Fe2＋在pH>4时易被氧化，因此加入硫酸作用是一是防止Fe2＋被氧化，Fe2＋和NH4＋属于弱碱根，能发生水解，因此硫酸的第二个作用是抑制Fe2＋和NH4＋水解；③根据溶解度曲线，FeSO4·7H2O在60℃时溶解度最大，因此需要控制温度在60℃；④沉淀表面含有SO42－，检验沉淀是否洗净，检验洗涤液中是否含有SO42－，具体操作是：取少量最后一次洗涤液于试管中，加入BaCl2溶液，若无白色沉淀，则沉淀洗涤干净；（2）MnO4－具有强氧化性，本身被还原成Mn2＋，化合价降低5价，Fe2＋具有还原性，被氧化成Fe3＋，化合价升高1价，最小公倍数为5,通过化合价升降法进行配平，因此反应方程式为：5Fe2++MnO4－+ 8H+＝Mn2++ 5Fe3++4H2O；（3）根据烧渣的成分，Fe2O3属于碱性氧化物，Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，加入酸，Fe2O3转化成Fe3＋，氧化铝转化成Al3＋，SiO2不与硫酸反应，过滤除去SiO2，利用氢氧化铝的两性，然后向滤液中加入足量的NaOH溶液，Fe3＋转变成Fe（OH）3，Al3＋转变成AlO2－，然后过滤，把沉淀加入到足量稀硫酸至固体完全溶解，再加入足量的铁粉。

考点：考查盐类水解、信息的处理、实验基本操作、元素及其化合物的性质等知识。