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Fe^2＋。为确定加入H₂O₂的量，需先用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定滤液中的Fe^2＋，离子方程式如下：

Cr₂O＋6Fe^2＋＋14H^＋===2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋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Fe^2＋，消耗a mol·L^－1 K₂Cr₂O₇标准溶液b mL，则滤液中c(Fe^2＋)＝________ mol·L^－1。

③为使滤液中的Fe^2＋完全被H₂O₂氧化，下列实验条件控制正确的是________(填选项字母)。

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)加入到含有Fe^3＋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

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(Fe^2＋)＝6n(Cr₂O)，c(Fe^2＋)＝＝＝ mol·L^－1。③加入过量的H₂O₂，可以使Fe^2＋充分氧化；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Cu^2＋转化为沉淀。故答案为AB。(3)因为碱性溶液中Fe^3＋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。

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)