Question

(10分) 硫酸亚铁（FeSO₄·7H₂O）是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO₄·7H₂O晶体：①将5% Na₂CO₃溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na₂CO₃溶液，然后将废铁屑用水洗涤2 ～ 3遍；②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50 ～ 80℃之间至铁屑耗尽；③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2 ～ 3次，再用滤纸将晶体吸干；⑤将制得的FeSO₄·7H₂O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。请回答下列问题：

(1)写出Fe^2＋的核外电子排布式                      

(2)用轨道表示式表示Fe^3＋的3d电子的排布情况                  

(3)硫酸亚铁制备中实验步骤①的目的是                 　　       。

(4)实验步骤②明显不合理，理由是                                。

(5)实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是                      。

Answer

（1）[Ar]3d6       （2）  （3）除去铁屑上的油污  

（4）Fe不能反应完全，余少部分防止Fe2+被氧化成Fe3+ 

（5）   洗涤晶体中混有的稀硫酸，减少洗涤过程中晶体的损耗（2分×5）

【解析】（1）根据构造原理可写出Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6。

（2）洪特规则电子总是优先占据1个轨道，并且自旋方向相同，所以Fe3＋的3d电子的排布情况是。

（3）碳酸钠溶液显碱性，可以除去铁屑上的油污。

（4）亚铁离子易被氧化生成铁离子，所以必须让铁过量，防止Fe2+被氧化成Fe3+。

（5）晶体表面会吸附溶液中的稀硫酸，所以用水洗涤晶体中混有的稀硫酸，减少洗涤过程中晶体的损耗。