碳酸亚铁(白色固体,难溶于水)是一种重要的工业原料,可用于制备补血剂乳酸亚铁,也可用作可充电电池的电极。某研究小组通过下列实验,寻找利用复分解反应制备FeCO
3的最佳方案:
实验
| 试剂
| 现象
|
滴管
| 试管
|

| 0.8 mol/L FeSO4溶液 (pH=4.5)
| 1 mol/L Na2CO3溶液 (pH=11.9)
| 实验Ⅰ:立即产生灰绿色沉淀,5min后出现明显的红褐色
|
0.8 mol/L FeSO4溶液 (pH=4.5)
| 1 mol/L NaHCO3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
|
0.8 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2 溶液(pH=4.0)
| 1 mol/L NaHCO3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中红褐色沉淀产生的原因可用如下反应表示,请补全反应:_____________

Fe
2++
+
+

H
2O

Fe(OH)
3 +

HCO
3−(2)实验II中产生FeCO
3的离子方程式为__________________。
(3)为了探究实验III中NH
4+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0.8 mol/L FeSO4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2mL 1mol/L NaHCO3溶液混合
| 与实验III现象相同
|
实验IV中加入Na
2SO
4固体的目的是_________。
对比实验II、III、IV,甲同学得出结论:NH
4+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,与2mL 1mol/L NaHCO
3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FeCO
3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。

① 补全A中装置并标明所用试剂。____________
② 为测定FeCO
3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FeCO
3纯度高于实验I和实验II。通过以上实验分析,制备FeCO
3实验成功的关键因素是____________。