Question

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。

Answer

TiOSO4＋2H2O＝H2TiO3↓＋H2SO4 防止Fe2+被氧化 调节溶液pH、除去杂质 避免生成的Fe(OH)2等物质被氧化 偏低 除去固体表面的杂质 使产品快速干燥 减少产品的损耗等 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

【解析】

（1）根据反应物和生成物写出化学方程式；Fe2+具有较强的还原性，Fe可以与氢离子反应调节PH；

（2）Fe2+被具有很强的还原性，含有Fe2+的氢氧化亚铁、FeC2O4等均容易被空气中的氧气氧化，氢氧化亚铁能与氢离子发生反应；

（3）乙醇具有挥发性，与水相比洗涤后干燥较快，可以降低产品的损耗；

（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，弄清楚其思路，向一定量该化工残渣中加入足量加入足量的稀硫酸充分反应，Fe2O3、Al2O3均会与硫酸反应，分别生成Fe2（SO4）2和Al2（SO4）2，SiO2不反应，先过滤把SiO2除去；然后加入过量氢氧化钠溶液让铁离子转化为氢氧化铁沉淀，从而除掉铝离子，然后加稀硫酸溶解氢氧化铁沉淀，最后加铁粉还原。

（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，一来可以除去固体表面的杂质，二来使产品快速干燥 减少产品的损耗；

（4）结合以上分析可知，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；所以过滤之后的操作为：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，充分搅拌后过滤即可。