Question

磷酸铁(FePO4·2H2O，难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室可通过下列实验制备磷酸铁。

(1)称取一定量已除去油污的废铁屑，加入稍过量的稀硫酸，加热、搅拌，反应一段时间后过滤。反应加热的目的是_________________________________________________________。

(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2＋。为确定加入H2O2的量，需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2＋，离子方程式如下：

Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O

①在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前，滴定管需要检漏、________和________。

②若滴定x mL滤液中的Fe2＋，消耗a mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液b mL，则滤液中c(Fe2＋)＝________mol·L－1。

③为使滤液中的Fe2＋完全被H2O2氧化，下列实验条件控制正确的是________(填序号)。

A．加入适当过量的H2O2溶液

B．缓慢滴加H2O2溶液并搅拌

C．加热，使反应在较高温度下进行

D．用氨水调节溶液pH＝7

(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入含有Fe3＋的溶液中，搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4·2H2O。若反应得到的FePO4·2H2O固体呈棕黄色，则磷酸铁中混有的杂质可能为________。

Answer 1

答案　(1)加快铁与稀硫酸反应速率

(2)①用蒸馏水洗净　用K2Cr2O7标准溶液润洗2～3次　②　③AB

(3)Fe(OH)3(或氢氧化铁)

解析　(1)温度越高反应速率越快，因此加热可以加快反应的速率。

(2)①滴定管要先用蒸馏水洗涤，再用待装液体润洗。②根据题给离子方程式可知，n(Fe2＋)＝6n(Cr2O)，c(Fe2＋)＝＝＝ mol·L－1。③加入过量的H2O2，可以使Fe2＋充分被氧化；缓慢滴加H2O2并搅拌，可以使反应更充分；加热会使H2O2发生分解；加入氨水会使Fe2＋转化为沉淀。故答案为AB。

(3)因为碱性溶液中Fe3＋反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，从而使得到的FePO4·2H2O固体呈棕黄色。