Question

硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]為淺綠色晶體，易溶于水，不溶于酒精，在水中的溶解度比FeSO4或(NH4)2SO4都要小。實驗室中常以廢鐵屑為原料來制備，其步驟如下：

 

圖1

步驟1：鐵屑的處理。將廢鐵屑放入熱的碳酸鈉溶液中浸泡幾分鐘后，用圖1所示方法分離出固體并洗滌、干燥。

步驟2：FeSO4溶液的制備。將處理好的鐵屑放入錐形瓶，加入過量的3 mol·

L－1H2SO4溶液，加熱至充分反應為止。趁熱過濾(如圖2所示)，收集濾液和洗滌液。

 

圖2

步驟3：硫酸亞鐵銨的制備。向所得FeSO4溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液，經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、乙醇洗滌后得到硫酸亞鐵銨晶體。

請回答下列問題：

(1)步驟1中圖1分離方法稱為________法。

(2)步驟2中有一處明顯不合理的是___________________________________。

趁熱過濾的理由是________________________________________________。

(3)步驟3加熱濃縮過程中，當________時停止加熱。用無水乙醇洗滌晶體的原因是______________________________________________________________。

(4)FeSO4·7H2O在潮濕的空氣中易被氧化成Fe(OH)SO4·3H2O，寫出該反應的化學方程式________________________________________________________。

 

Answer 1

　(1)傾析

(2)應該鐵屑過量(或反應后溶液中必須有鐵剩余)，否則溶液中可能有Fe3＋存在　減少溶質損失

(3)濃縮至液體表面出現晶膜　硫酸亞鐵銨晶體不溶于乙醇，乙醇可以除去其表面的水分

(4)4[FeSO4·7H2O]＋O2===4[Fe(OH)SO4·3H2O]＋14H2O

【解析】　本題以(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶體的制備為載體，考查了化學實驗的操作及其原理、化學方程式的書寫。(2)步驟2中廢鐵屑可能表面已被氧化，而且Fe2＋加熱攪拌時也可能被空氣氧化，所以鐵屑應該過量，否則溶液中可能有Fe3＋。加熱制得的FeSO4溶液濃度較大，溫度降低后溶質可能析出，造成濾液中溶質減少，所以應趁熱過濾以減少溶質損失。

(3)當液體表面出現晶膜時，說明溶液已經是較高溫度下的熱飽和溶液，即可停止加熱。此時冷卻，即能得到大量晶體。

由于硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]晶體不溶于酒精，而且酒精又易揮發，所以乙醇洗滌既能除去晶體表面的雜質，又便于晶體干燥。