Question

13．綠礬（FeSO₄•7H₂O）是一種重要的食品和飼料添加劑．在實驗室里可以通過下列流程用廢鐵屑制備綠礬：

完成下列填空：
（1）試劑a是稀H₂SO₄（填寫化學式）；
（2）酸溶時發生的主要反應的化學方程式為Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄；
（3）上述過程中的過濾操作所用的主要玻璃儀器有玻璃棒、漏斗、燒杯．
（4）利用如圖裝置對所獲產品（FeSO₄•nH₂O）中結晶水的含量進行測定．
反應前稱量C中的硬質玻璃管（82.112g）、裝入晶體后的硬質玻璃管（86.282g）、D的質量（78.368g）．反應后稱得C中硬質玻璃管的質量為84.432g，D的質量為80.474g．產品硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•nH₂O）中n=6.7（小數點后保留1位有效數字）．

Answer 1

分析 廢鐵屑加入碳酸鈉溶液除去油污，加入硫酸酸溶后，為了防止亞鐵離子被氧化，加入的硫酸應適量保證鐵少量剩余，過濾時濾渣中一定含有Fe，濾液通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌得到綠礬晶體；
（1）要制備硫酸亞鐵，所以要用稀硫酸溶解鐵屑，為了防止亞鐵離子被氧化，Fe不能全部消耗；
（2）酸溶時是鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；
（3）依據過濾裝置和步驟分析選擇玻璃儀器；
（4）根據已知數據求出水的質量和晶體的質量，根據二者的物質的量關系求出n．

解答 解：（1）要制備硫酸亞鐵，所以要用稀硫酸溶解鐵屑，為了防止亞鐵離子被氧化，Fe不能全部消耗，則加入稀硫酸時當溶液中氣泡較少時即停止加硫酸，防止Fe被耗盡；
故答案為：稀H₂SO₄；
（2）酸溶時發生的主要反應是鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，反應的化學方程式為：Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄；
故答案為：Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄；
（3）利用漏斗、玻璃棒、燒杯組裝過濾裝置進行過濾操作，所用的主要玻璃儀器有玻璃棒、漏斗、燒杯；
故答案為：漏斗；
（4）通過以上數據得出，晶體質量為86.282g-82.112=4.170g，加熱完全分解后剩余固體的質量為84.432g-82.112=2.320g，
所以$\frac{18n}{152}$=$\frac{4.170-2.320}{2.320}$，解得n=6.7，
故答案為：6.7．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學實驗方案的評價以及相關計算等知識，側重于學生的分析能力、實驗能力、計算能力的考查，注意相關基礎知識的積累，難度中等．