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：
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3mol?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．
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

解：（1）步驟1中圖1分離方法稱為傾析法；
故答案為：傾析法；
（2）步驟2中加入過量鐵粉防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺．溶液趁熱過濾防止溶液冷卻時，硫酸亞鐵因析出而損失；
故答案為：應該鐵屑過量，否則溶液中可能有Fe³⁺存在；減少溶質損失；
（3）加入（NH₄）₂SO₄固體后，溶液表面出現晶膜時，停止加熱，采取蒸發濃縮、冷卻結晶方法，通過減壓過濾（或抽濾）等得到較為干燥的晶體，硫酸亞鐵銨晶體不溶于乙醇，可以用乙醇洗去晶體表面的水；
故答案為：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）FeSO₄?7H₂O在潮濕的空氣中易被氧化成Fe（OH）SO₄?3H₂O，結合氧化還原反應電子守恒和原子守恒寫出化學方程式為：4[FeSO₄?7H₂O]+O₂═4[Fe（OH）SO₄?3H₂O]+14H₂O；
故答案為：4[FeSO₄?7H₂O]+O₂═4[Fe（OH）SO₄?3H₂O]+14H₂O；
分析：（1）分析裝置1是傾析法；
（2）步驟2中加入過量鐵粉防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺．溶液趁熱過濾防止溶液冷卻時，硫酸亞鐵因析出而損失．
（3）加入（NH₄）₂SO₄固體后，溶液表面出現晶膜時，停止加熱，采取蒸發濃縮、冷卻結晶方法，通過減壓過濾（或抽濾）等得到較為干燥的晶體；
（4）FeSO₄?7H₂O在潮濕的空氣中易被氧化成Fe（OH）SO₄?3H₂O，結合氧化還原反應電子守恒和原子守恒寫出；
點評：本題考查了實驗步驟的分析判斷，物質制備的實驗設計方法，性質驗證，晶體析出方法的應用，題目難度中等．