Question

某兴趣小组以废铁屑制得硫酸亚铁铵后，按下列流程制备二水合草酸亚铁(FeC₂O₄·2H₂O)，进一步制备高纯度还原铁粉。

已知：FeC₂O₄·2H₂O难溶于水，150℃开始失结晶水；常温下H₂C₂O₄为晶体，易溶于水，溶解度随温度升高而增大。

请回答：

（1）步骤②，发生反应的离子方程式____________________________；该步骤H₂C₂O₄稍过量主要是为了_________________。

（2）下列操作或描述正确的是_______________。

A．步骤①，酸化主要是为了抑制Fe²⁺水解

B．步骤③，如果采用冷水洗涤可提高除杂效果

C．步骤③，如果在常压下快速干燥，温度可选择略高于100℃

（3）称取一定量的FeC₂O₄·2H₂O试样，用硫酸溶解，采用KMnO₄滴定法测定，折算结果如下：

n(Fe^2^＋)/mol	n(C2O4^2^－)·mol^－^1	试样中FeC2O4·2H2O的质量分数
9.80×10^－^4	9.80×10^－^4	0.98

由表中数据推测试样中最主要的杂质是_________________。

（4）实现步骤④必须用到的两种仪器是_________(供选仪器如下)

a．坩埚；b．烧杯；c．蒸馏烧瓶；d．锥形瓶；e．表面皿：f．高温炉

该步骤的化学方程式是______________________________________________。

Answer

Fe2＋ + H2C2O4 + 2H2O = FeC2O4·2H2O +2H+ 将溶液里的Fe2＋完全转化为草酸亚铁晶体，提高原料利用率 AC (NH4)2SO4 af 4FeC2O4·2H2O＋3O22Fe2O3＋8CO2＋8H2O

【解析】

（1）步骤②是Fe2+与草酸反应生成FeC2O4·2H2O晶体的反应；从提高产率的角度分析；

（2）A. Fe2+水解使溶液显酸性；

B.H2C2O4易溶于水，溶解度随温度的升高而增大；

C. FeC2O4·2H2O难溶于水，150℃开始失结晶水；

（3）溶液中c(Fe2+)和c(C2O42-)之间满足电荷守恒，杂质中不存在Fe2+和C2O42-；

（4）灼烧固体在坩埚中进行；FeC2O4在空气中灼烧生成Fe2O3和CO2，根据电子守恒和原子守恒书写方程式。

（1）硫酸亚铁铵晶体溶于水，为了防止Fe2+的水解，在溶液中加入酸可抑制其水解，加入过量的草酸，可将Fe2+完全转化为FeC2O4·2H2O，反应的离子方程式为：Fe2＋+H2C2O4+ 2H2O = FeC2O4·2H2O+2H+；为了将Fe2+完全沉淀，将溶液里的Fe2+完全转化为FeC2O4·2H2O，提高产率，所以草酸要过量；

（2）A. Fe2+水解使溶液显酸性，在溶液中加入酸可抑制Fe2+水解，使水解平衡逆向移动，A项正确；

B. H2C2O4易溶于水，溶解度随温度的升高而增大，因此采用热水洗涤可提高草酸的溶解度，提升除杂效果，B项错误；

C. FeC2O4·2H2O难溶于水，150℃开始失结晶水，因此如果在常压下快速干燥，温度可选择略高于100℃，但要低于150℃，C项正确；

答案选AC；

（3）由表中数据可知，溶液中c(Fe2+)和c(C2O42-)之间满足电荷守恒，杂质中不存在Fe2+和C2O42-，因此杂质为反应的另一产物(NH4)2SO4；

（4）灼烧固体在坩埚中进行，因此选用的仪器有坩埚和加热所需的高温炉；FeC2O4在空气中灼烧生成Fe2O3和CO2，反应方程式为：4FeC2O4·2H2O＋3O22Fe2O3＋8CO2＋8H2O。