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碳酸亚铁(白色固体,难溶于水)是种重要的工业原料,可用于制备补血剂乳酸亚铁。某研究小组   通过下列实验,寻找利用复分解反应制各FeCO3的最佳方案:

实验

试剂

现象

滴管

试管

0.8mol/LFeSO4溶液(pH=4.5)

1mol/LNa2CO3溶液(pH=11.9)

实验Ⅰ:立即产生灰绿色沉淀,后出现明显的红褐色

0.8mol/LFeSO4溶液(pH=4.5)

1mol/LNaHCO3溶液(pH=8.6)

实验Ⅱ: 产生白色沉淀及少量无色气泡,2min,后出现明显的灰绿色

0.8mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0)

1mol/LNaHCO3溶液(pH=8.6)

实验Ⅲ: 产生白色沉淀及无色气泡,较长时间保持白色

(1)实验I中产生HCO3-和红褐色沉淀的离子方程式为___________

(2)实验Ⅱ中产生FeCO3的离子方程式为___________

(3)为了探究实验Ⅲ中NH4+所起的作用,甲同学设计了实验Ⅳ进行探究:

操作

现象

实验Ⅳ

向0.8mol/LFeSO4溶液中加入_____,再加入一定量Na2SO4固体配制成混合溶液(已知Na+对实验无影响,忽略混合后溶液体积变化)。再取该溶液一滴管,与2mL1mol/LNaHCO3溶液混合

与实验Ⅲ现象相同

实验Ⅳ中加入Na2SO4固体的目的是_____

对比实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,甲同学得出结论:NH4+水解产生H+,降低溶液pH,减少了副产物Fe(OH)2的产生。

乙同学认为该实验方案不够严谨,应补充的对比实验操作是_____.再取该溶液一滴管2mL 1mol/L NaHCO3溶液混合。

(4)小组同学进一步讨论认为,定性实验现象并不能直接证明实验Ⅲ中FeCO3的纯度最高。需要利用如图所示的装置进行定量测定。

分别将实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的沉淀进行过滤、洗涤、干燥后称量,然后转移至A处的广口瓶中。反应完成后通入N2的作用是_______。为测定FeCO3的纯度,除样品总质量外,还需测定的物理量是_________

(5)实验反思:经测定,实验Ⅲ中的FeCO3纯度高于实验Ⅰ和实验Ⅱ。通过以上实验分析。制备FeCO3实验成功的关键因素是__________.

高三化学实验题困难题

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