Question

18．硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]為淺綠色晶體，實驗室中常以廢鐵屑為原料來制備，其步驟如下：
步驟1  將廢鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污，分離出液體，用水洗凈鐵屑．
步驟2  向處理過的鐵屑中加入過量的3mol•L^-1H₂SO₄溶液，在60℃左右使其反應到不再產生氣體，趁熱過濾，得FeSO₄溶液．
步驟3  向所得FeSO₄溶液中加入飽和（NH₄）₂SO₄溶液，經過“一系列操作”后得到硫酸亞鐵銨晶體．
請回答下列問題：
（1）在步驟1的操作中，下列儀器中不必用到的有②④⑤（填儀器編號）
①鐵架臺  ②燃燒匙  ③錐形瓶  ④廣口瓶  ⑤研缽  ⑥玻璃棒  ⑦酒精燈
（2）在步驟2中趁熱過濾，其原因是防止溶液冷卻時，硫酸亞鐵因析出而損失；
（3）在步驟3制的硫酸亞鐵銨晶體常含有Fe³⁺雜質．檢驗Fe³⁺的試劑可以用K₄〔Fe（CN）₆〕生成普魯士藍沉淀，有關的離子方程式是K⁺+Fe³⁺+[Fe（CN）₆]^4-=KFe[Fe（CN）₆]↓．
（4）制得的晶體經過過濾后用無水乙醇洗滌而不用蒸餾水，理由是①硫酸亞鐵銨晶體在乙醇中的溶解度小，可減小晶體在洗滌時應溶解而損失；②酒精易揮發，不會附著在晶體表面；（任說兩點）
（5）在25℃時，相同物質的量濃度的（NH₄）₂CO₃、（NH₄）₂SO₄、硫酸亞鐵銨三種鹽溶液a、b、c，其銨根離子濃度由小到大的排列順序為a＜b＜c（用a、b、c回答）

Answer 1

分析 步驟1  將廢鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污，碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解導致溶液呈堿性，堿有利于油脂水解，鐵和碳酸鈉不反應，然后分離出液體，用水洗凈鐵屑；
步驟2  向處理過的鐵屑中加入過量的3mol•L^-1H₂SO₄溶液，發生的反應為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，在60℃左右使其反應到不再產生氣體，趁熱過濾，得FeSO₄溶液；
步驟3  向所得FeSO₄溶液中加入飽和（NH₄）₂SO₄溶液，經過“一系列操作”后得到硫酸亞鐵銨晶體；
（1）步驟1的操作是加熱、溶解，根據儀器的作用選取儀器；
（2）硫酸亞鐵的溶解度隨著溫度的升高而增大；
（3）在步驟3制的硫酸亞鐵銨晶體常含有Fe³⁺雜質，Fe³⁺的試劑可以用K₄〔Fe（CN）₆〕生成普魯士藍沉淀，根據反應物和生成物書寫離子方程式；
（4）制得的晶體在無水乙醇中的溶解度小于在蒸餾水水中的溶解度；且乙醇揮發性較好；
（5）在25℃時，相同物質的量濃度的（NH₄）₂CO₃、（NH₄）₂SO₄、硫酸亞鐵銨三種鹽溶液a、b、c，其銨根離子水解程度越大，則溶液中銨根離子濃度越小．

解答 解：步驟1  將廢鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污，碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解導致溶液呈堿性，堿有利于油脂水解，鐵和碳酸鈉不反應，然后分離出液體，用水洗凈鐵屑；
步驟2  向處理過的鐵屑中加入過量的3mol•L^-1H₂SO₄溶液，發生的反應為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，在60℃左右使其反應到不再產生氣體，趁熱過濾，得FeSO₄溶液；
步驟3  向所得FeSO₄溶液中加入飽和（NH₄）₂SO₄溶液，經過“一系列操作”后得到硫酸亞鐵銨晶體；
（1）步驟1的操作是加熱、溶解，加熱需要酒精燈、盛放液體需要錐形瓶、需要玻璃棒攪拌、需要鐵架臺放置錐形瓶，所以不需要的儀器是②④⑤，故答案為：②④⑤；
（2）硫酸亞鐵的溶解度隨著溫度的升高而增大，為了減少硫酸亞鐵的析出，應該趁熱過濾，故答案為：防止溶液冷卻時，硫酸亞鐵因析出而損失；
（3）在步驟3制的硫酸亞鐵銨晶體常含有Fe³⁺雜質，Fe³⁺的試劑可以用K₄〔Fe（CN）₆〕生成普魯士藍沉淀，離子反應方程式為K⁺+Fe³⁺+[Fe（CN）₆]^4-=KFe[Fe（CN）₆]↓，
故答案為：K⁺+Fe³⁺+[Fe（CN）₆]^4-=KFe[Fe（CN）₆]↓；
（4）制得的晶體在無水乙醇中的溶解度小于在蒸餾水水中的溶解度；且乙醇揮發性較好，所以用乙醇洗滌能減小晶體因溶解而損失，故答案為：
①硫酸亞鐵銨晶體在乙醇中的溶解度小，可減小晶體在洗滌時應溶解而損失；
②酒精易揮發，不會附著在晶體表面；
（5）在25℃時，相同物質的量濃度的（NH₄）₂CO₃、（NH₄）₂SO₄、硫酸亞鐵銨三種鹽溶液a、b、c，其銨根離子水解程度越大，則溶液中銨根離子濃度越小，亞鐵離子抑制銨根離子水解、碳酸根離子促進銨根離子水解，所以溶液中銨根離子濃度從小到大順序是a＜b＜c，故答案為：a＜b＜c．

點評 本題考查物質制備實驗方案，為高頻考點，涉及基本操作、鹽類水解、離子檢驗等知識點，明確實驗原理是解本題關鍵，知道鐵離子、亞鐵離子的檢驗方法，題目難度不大．