Question

某校学习小组的同学设计实验，制备(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O并探究其分解规律。实验步骤如下：

I．称取7.0g工业废铁粉放入烧杯中，先用热的Na₂CO₃溶液洗涤，再水洗，最后干燥。

Ⅱ.称取6.0g上述处理后的铁粉加入25mL某浓度硫酸中加热，加热过程中不断补充蒸馏水，至反应充分。

Ⅲ．冷却、过滤并洗涤过量的铁粉，干燥后称量铁粉的质量。

IV．向步骤Ⅲ的滤液中加入适量(NH₄)₂SO₄晶体，搅拌至晶体完全溶解，经一系列操作得干燥纯净的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O。

V．将(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O脱水得(NH₄)₂Fe(SO₄)₂，并进行热分解实验。

回答下列问题：

(1)步骤I用热的Na₂CO₃溶液洗涤工业废铁粉的目的是_______________，步骤Ⅱ中设计铁粉过量，是为了_____________________________。

(2)步骤Ⅲ中称量反应后剩余铁粉的质量，是为了___________________________。

(3)(NH₄)₂Fe(SO₄)₂分解的气态产物可能有N₂、NH₃、SO₂、SO₃及水蒸气，用下列装置检验部分产物。

①检验气态产物中的SO₂和SO₃时，装置连接顺序依次为_______________(气流从左至右)；C中盛放的试剂为_____________________。

②装置A的作用是_______________________。

③检验充分分解并冷却后的瓷舟中铁的氧化物中是否含有二价铁，需用到的试剂为_____。

Answer

热的碳酸钠溶液洗涤油污 防止亚铁离子被氧化 计算应该加多少硫酸铵晶体 DCBA 盐酸酸化的氯化钡溶液 处理尾气，避免污染环境 稀硫酸、铁氰化或稀硫酸、酸性高锰酸钾

【解析】

(1)工业废铁粉中含有油脂，热的碳酸钠溶液洗涤油污。

(2)根据生成(NH4)2Fe(SO4)2分析需要硫酸铵与硫酸亚铁的比例关系。

(3)①检验气态产物中的SO2和SO3时，A主要是除掉尾气，B检验二氧化硫，C中主要是检验三氧化硫，但不能影响二氧化硫；②装置A的作用是处理尾气，避免污染环境；③检验氧化物中是否含有二价铁，先将氧化物溶解，再检验。

(1)步骤I用热的Na2CO3溶液洗涤工业废铁粉的目的是工业废铁粉中含有油脂，热的碳酸钠溶液洗涤油污，步骤Ⅱ中设计铁粉过量，再搅拌过程中亚铁可能变为铁离子，铁粉过量，把铁离子变为亚铁离子，故答案为：热的碳酸钠溶液洗涤油污；防止亚铁离子被氧化。

(2)步骤Ⅲ中称量反应后剩余铁粉的质量，计算出生成硫酸亚铁的物质的量，根据硫酸亚铁和硫酸铵反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，故答案为：计算应该加多少硫酸铵晶体。

(3)①检验气态产物中的SO2和SO3时，A主要是除掉尾气，B检验二氧化硫，C中主要是检验三氧化硫，但不能影响二氧化硫，因此用盐酸酸化的氯化钡溶液来检验，避免二氧化硫溶解，因此装置连接顺序依次为DCBA；C中盛放的试剂为盐酸酸化的氯化钡溶液，故答案为：DCBA；盐酸酸化的氯化钡溶液。

②装置A的作用是处理尾气，避免污染环境，故答案为：处理尾气，避免污染环境。

③检验充分分解并冷却后的瓷舟中铁的氧化物中是否含有二价铁，先将氧化物溶解，用硫酸溶解，再用铁氰化钾来或酸性高锰酸钾检验亚铁离子，故答案为：稀硫酸、铁氰化或稀硫酸、酸性高锰酸钾。