6. (2024·苏州)柠檬酸亚铁(${FeC_{6}H_{6}O_{7}}$)是一种补血剂,易溶于水,难溶于乙醇。某科研小组在实验室研究制备柠檬酸亚铁。
Ⅰ. 制碳酸亚铁。
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分为${Fe_{2}O_{3}}$,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图甲所示:

已知:a. ${Na_{2}CO_{3}}$溶液呈碱性。b. ${FeSO_{4}}$在碱性条件下生成${Fe(OH)_{2}}$沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是
(2)“还原”时加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是
(3)“操作$\mathrm{X}$”是为了除去过量铁粉和不溶性杂质。“操作$\mathrm{X}$”是
(4)“沉铁”时,反应原理为${FeSO_{4} + Na_{2}CO_{3}\xlongequal{}FeCO_{3}\downarrow + Na_{2}SO_{4}}$。
①该反应的基本反应类型为
②实验时需将${Na_{2}CO_{3}}$溶液滴入${FeSO_{4}}$溶液中,而不能反向滴加,其原因是
③待${FeSO_{4}}$完全反应后,过滤,洗涤。洗涤前,${FeCO_{3}}$沉淀表面吸附的主要杂质是
Ⅱ. 制柠檬酸亚铁。
用如图乙所示装置制备柠檬酸亚铁:

步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量${FeCO_{3}}$固体、少量铁粉及足量柠檬酸(${C_{6}H_{8}O_{7}}$)溶液,控制温度约$80^{\circ}C$,搅拌,充分反应。
步骤2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置、过滤、洗涤、干燥,得到柠檬酸亚铁晶体。
(5)①制备原理为${FeCO_{3} + C_{6}H_{8}O_{7}\xlongequal{\Delta}FeC_{6}H_{6}O_{7} + Y\uparrow + H_{2}O}$,物质$\mathrm{Y}$是
②步骤2中,加入无水乙醇的目的是
③实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是
Ⅰ. 制碳酸亚铁。
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分为${Fe_{2}O_{3}}$,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图甲所示:
已知:a. ${Na_{2}CO_{3}}$溶液呈碱性。b. ${FeSO_{4}}$在碱性条件下生成${Fe(OH)_{2}}$沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是
适当升高温度(合理答案均可)
(写一条即可)。(2)“还原”时加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是
$Fe^{3+}$、$H^+$
(填离子符号)。(3)“操作$\mathrm{X}$”是为了除去过量铁粉和不溶性杂质。“操作$\mathrm{X}$”是
过滤
(填操作名称)。(4)“沉铁”时,反应原理为${FeSO_{4} + Na_{2}CO_{3}\xlongequal{}FeCO_{3}\downarrow + Na_{2}SO_{4}}$。
①该反应的基本反应类型为
复分解反应
。②实验时需将${Na_{2}CO_{3}}$溶液滴入${FeSO_{4}}$溶液中,而不能反向滴加,其原因是
避免生成$Fe(OH)_2$
。③待${FeSO_{4}}$完全反应后,过滤,洗涤。洗涤前,${FeCO_{3}}$沉淀表面吸附的主要杂质是
$Na_2SO_4$
(填化学式)。Ⅱ. 制柠檬酸亚铁。
用如图乙所示装置制备柠檬酸亚铁:
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量${FeCO_{3}}$固体、少量铁粉及足量柠檬酸(${C_{6}H_{8}O_{7}}$)溶液,控制温度约$80^{\circ}C$,搅拌,充分反应。
步骤2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置、过滤、洗涤、干燥,得到柠檬酸亚铁晶体。
(5)①制备原理为${FeCO_{3} + C_{6}H_{8}O_{7}\xlongequal{\Delta}FeC_{6}H_{6}O_{7} + Y\uparrow + H_{2}O}$,物质$\mathrm{Y}$是
$CO_2$
(填化学式)。②步骤2中,加入无水乙醇的目的是
降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出
。③实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是
铁粉与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁
。答案
6.(1) 适当升高温度(合理答案均可) (2)$Fe^{3+}$、$H^+$ (3) 过滤 (4) ① 复分解反应 ② 避免生成$Fe(OH)_2$ ③$Na_2SO_4$ (5) ①$CO_2$ ② 降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出 ③ 铁粉与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁 解析:(2) “酸浸”时氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,故溶液中含有铁离子。向“酸浸”后溶液中加入铁粉还有无色气体生成,说明“酸浸”时稀硫酸过量,故“酸浸”后溶液中还含有氢离子。(4) ③ 依据$FeSO_4 + Na_2CO_3 = FeCO_3 \downarrow + Na_2SO_4$,反应后的溶液中含有硫酸钠,所以碳酸亚铁沉淀表面吸附的主要杂质是硫酸钠。
解析
(1) 适当升高温度(合理答案均可)
(2)${Fe^{3+}}$、${H^+}$
(3)过滤
(4)①复分解反应
②避免生成${Fe(OH)_2}$
③${Na_2SO_4}$
(5)①${CO_2}$
②降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出
③铁粉与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁
(2)${Fe^{3+}}$、${H^+}$
(3)过滤
(4)①复分解反应
②避免生成${Fe(OH)_2}$
③${Na_2SO_4}$
(5)①${CO_2}$
②降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出
③铁粉与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁
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