Question

（14分，每空2分） 硫酸亚铁容易被氧化，而硫酸亚铁铵晶体[（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]较稳定，常用于代替硫酸亚铁作还原剂。现以铁屑为主要原料制备硫酸亚铁铵晶体，其反应如下：Fe+H₂SO₄（稀）＝FeSO₄+H₂↑、FeSO₄+(NH₄)₂SO₄+6H₂O＝(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O

步骤l：在盛有适量铁屑的锥形瓶里加入某种试剂除去油污，加热，充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量，铁屑质量为₁。

步骤2：将处理过的铁屑加入到一定量的稀H₂SO₄中，加热至50℃—80℃充分反应，趁热过滤并用少量热水洗涤，滤液及洗涤液都转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重，剩余铁屑质量为。

步骤3：准确称取所需质量的硫酸铵晶体加入“步骤2”的蒸发皿中，搅拌使之溶解，缓缓加热一段时间，将其冷却结晶、过滤。用无水乙醇洗涤晶体并自然干燥，称量所得晶体质量为。

回答下列问题：

（1）能够用于除去铁屑表面油污的试剂是            （填字母）。

A．纯碱溶液     B．烧碱溶液     C．明矾溶液      D．稀硫酸

（2）步骤2中趁热过滤的目的是                 。

（3）硫酸亚铁在潮湿的空气中易被氧化生成一种物质（碱式硫酸铁），该反应的化学方程式为                           。

（4）铁屑表面常有少量的铁锈（Fe₂O₃·H₂O），对FeSO₄的制备      （填“有”、“无”）影响，理由是（用离子方程式回答）                             。

（5）若忽略铁锈的影响，上述实验中硫酸亚铁铵晶体的产率为        。

（6）请设计一个简单的实验，检验硫酸亚铁铵晶体中含有结晶水（简述实验操作、现象和结论）                                                         。

Answer

（1）AB （2）避免FeSO4因结晶而造成损失

（3）4FeSO4＋O2＋2H2O=4FeOHSO4 （4）无

（5）

（6）取少量硫酸亚铁晶体于试管中，用酒精灯加热，在试管口有液体（水珠）生成，说明其中含有结晶水

【解析】

试题分析：（1）油污的主要成分是油脂，在碱性溶液中易被洗涤，因此能够用于除去铁屑表面油污的试剂是纯碱或烧碱溶液，明矾或稀硫酸均显酸性，答案选AB。

（2）硫酸亚铁的溶解度随温度的升高而降低，所以步骤2中趁热过滤的目的是避免FeSO4因结晶而造成损失。

（3）硫酸亚铁在潮湿的空气中易被氧化生成一种物质（碱式硫酸铁），其中氧化剂是氧气，则该反应的化学方程式为4FeSO4＋O2＋2H2O=4FeOHSO4。

（4）由于在酸性溶液中氧化铁能转化为铁离子，而铁离子又能被铁还原为亚铁离子，反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O,Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋，所以铁屑表面的少量铁锈（Fe2O3·H2O），对FeSO4的制备无影响。

（5）实际消耗铁的质量是m1—m2，因此理论上得到产品的质量是，而实际得到的产品质量是m3，所以若忽略铁锈的影响，上述实验中硫酸亚铁铵晶体的产率为。

（6）由于结晶水合物受热易分解生成水，则检验硫酸亚铁铵晶体中含有结晶水的实验操作是取少量硫酸亚铁晶体于试管中，用酒精灯加热，在试管口有液体（水珠）生成，说明其中含有结晶水。

考点：考查物质制备实验方案设计于探究