Question

【題目】Fe(OH)3廣泛應用于醫藥制劑、顏料制造等領域，其制備步驟及裝置如下：在三頸燒瓶中加入16.7gFeSO4·7H2O和40.0ml蒸餾水。邊攪拌邊緩慢加入3.0mL濃H2SO4，再加入2.0gNaClO3固體。水浴加熱至80℃，攪拌一段時間后，加入NaOH溶液，充分反應。經過濾、洗滌、干燥得產品。

(1)NaClO3氧化FeSO4·7H2O的離子方程式為_____________。

(2)加入濃硫酸的作用為_________(填標號)。

a.提供酸性環境，增強NaClO3氧化性 b.脫去FeSO4·7H2O的結晶水

c.抑制Fe3+水解 d.作為氧化劑

(3)檢驗Fe2+已經完全被氧化需使用的試劑是_________。

(4)研究相同時間內溫度與NaClO3用量對Fe2+氧化效果的影響，設計對比實驗如下表

編號	T/℃	FeSO4·7H2O/g	NaClO3/g	氧化效果/%
i	70	25	1.6	a
ii	70	25	m	b
iii	80	n	2.0	c
iv	80	25	1.6	87.8

①m=______；n=______。

②若c>87.8>a，則a、b、c的大小關系為___________。

(5)加入NaOH溶液制備Fe(OH)3的過程中，若降低水浴溫度，Fe(OH)3的產率下降，其原因是___

(6)判斷Fe(OH)3沉淀洗滌干凈的實驗操作為_________________；

(7)設計實驗證明制得的產品含FeOOH(假設不含其他雜質)。___________。

Answer 1

【答案】ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O a、c K3[Fe(CN)6]溶液 2.0 25 c>b>a 若溫度過低，Fe(OH)3膠體未充分聚沉收集，導致產率下降 取最后一次洗滌液于兩只試管中，分別滴加HCl酸化的BaCl2溶液和HNO3酸化的AgNO3溶液，若都無白色沉淀，則說明Fe(OH)3沉淀洗滌干凈 稱取mg樣品，加熱至恒重后稱重，剩余固體質量大于

【解析】

(1)NaClO3具有氧化性，在酸性條件下將FeSO4·7H2O氧化為硫酸鐵，據此書寫；

(2) NaClO3具有氧化性，在酸性條件下氧化性增強；同時反應產生的Fe3+會發生水解反應，根據鹽的水解規律分析分析；

(3)檢驗Fe2+已經完全被氧化，就要證明溶液在無Fe2+；

(4)實驗是研究相同時間內溫度與NaClO3用量對Fe2+氧化效果的影響，根據表格數據可知i、ii是研究NaClO3用量的影響；ii、iii或i、iv是研究溫度的影響；據此分析解答；

(5)溫度低，鹽水解程度小，不能充分聚沉；

(6) Fe(OH)3沉淀是從含有NaCl、H2SO4的溶液在析出的，只要檢驗無Cl-或SO42-就可證明洗滌干凈；

(7)根據Fe元素守恒，若含有FeOOH，最后得到的固體質量比Fe(OH)3多。

(1)NaClO3具有氧化性，在酸性條件下將FeSO4·7H2O氧化為硫酸鐵，NaClO3被還原為NaCl，同時產生水，反應的離子方程式為：ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；

(2) NaClO3氧化FeSO4·7H2O時，為了增強其氧化性，要加入酸，因此提供酸性環境，增強NaClO3氧化性，選項a合理；同時FeSO4·7H2O被氧化為Fe2(SO4)3，該鹽是強酸弱堿鹽，在溶液中Fe3+發生水解反應使溶液顯酸性，為抑制Fe3+的水解，同時又不引入雜質離子，因此要向溶液中加入硫酸，選項c合理，故答案為ac；

(3)檢驗Fe2+已經完全被氧化，只要證明溶液中無Fe2+即可，檢驗方法是取反應后的溶液少許，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若溶液無藍色沉淀產生，就證明Fe2+已經完全被氧化為Fe3+；

(4)①根據實驗目的，i、ii是在相同溫度下，研究NaClO3用量的影響，ii、iii或i、iv是研究溫度的影響；因此m=2，n=25；

②在其它條件不變時，增大反應物的濃度，化學反應速率加快，實驗b>a；ii、iii的反應物濃度相同時，升高溫度，化學反應速率大大加快，實驗c>b，因此三者關系為c>b>a；

(5)加入NaOH溶液制備Fe(OH)3的過程中，若降低水浴溫度，Fe(OH)3的產率下降，原因是溫度過低，Fe(OH)3膠體未充分聚沉收集，導致產率下降；

(6) Fe(OH)3沉淀是從含有NaCl、H2SO4的溶液在析出的，若最后的洗滌液中無Cl-或SO42-就可證明洗滌干凈。方法是取最后一次洗滌液于兩只試管中，分別滴加HCl酸化的BaCl2溶液和HNO3酸化的AgNO3溶液，若都無白色沉淀，則說明Fe(OH)3沉淀洗滌干凈；

(7)在最后得到的沉淀Fe(OH)3中若含有FeOOH，由于Fe(OH)3中比FeOOH中Fe元素的含量多。由于1molFe(OH)3質量是107g，完全灼燒后產生0.5molFe2O3，質量是80g，若稱取mg Fe(OH)3，完全灼燒后固體質量是，若樣品中含有FeOOH，加熱至恒重后稱重，剩余固體質量大于。