Question

将绿矾（FeSO₄?7H₂O）、硫酸铵[（NH₄）₂SO₄]以相等物质的量混合可制得摩尔盐[FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O]晶体．

Ⅰ根据如图1回答：
（1）步骤1的主要作用是

 

．
（2）步骤3在溶液浓缩时不能蒸发至干，为什么？

 

．
（3）制得的晶体过滤后用无水乙醇洗涤而不用蒸馏水，理由是

 

．
Ⅱ制摩尔盐的原料之一是硫酸铵，评价硫酸铵化肥的主要指标如下：

指标 项目	优等品	一等品	合格品
外观	白色结晶，无可见机械杂质	无可见机械杂质
氮（N）	≥21.0%	≥21.0%	≥20.5%

某研究性学习小组对某硫酸铵化肥样品进行了如下实验探究：
[观察外观]该硫酸铵化肥无可见机械杂质．
[实验探究]按图2示装置进行实验．
[交流讨论]
（1）甲同学：根据此实验测得的数据，计算的硫酸铵化肥的含氮量可能偏高，因为实验装置中存在一个明显缺陷是：

 

．
（2）乙同学：实验过程中，往烧瓶中加入的浓氢氧化钠溶液一定要足量并充分加热，原因是

 

．
[探究结论]
称取13.5g硫酸铵化肥样品，用改进后的实验装置重新进行实验，测得实验后B装置增重3.4g．由此可判断该化肥的品质为

 

．（选填“优等品”、“一等品”、“合格品”）

Answer 1

考点：硫酸亚铁的制备

专题：实验题

分析：制取摩尔盐晶体流程为：先利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污，然后加稀硫酸溶解，铁与稀硫酸反应生成亚铁离子，加入硫酸铵发生（NH₄）₂ SO₄+FeSO₄+6H₂O=（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O↓，结晶过滤，摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂，用酒精洗涤摩尔盐，得到摩尔盐晶体．
Ⅰ（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解使Na₂CO₃溶液呈碱性，油脂在碱性溶液中水解，利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污；
（2）当有晶膜出现时，则停止加热，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，晶体可能会受热分解或被氧化；
（3）根据“相似相溶原理”可知摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂；
Ⅱ（1）制取氨气为固体和液体反应，所以制取的气体中含有液体需干燥；
（2）浓氢氧化钠，参加反应的氢氧根离子浓度大，加热能加快反应的速率；
[探究结论]
B增重的质量为生成氨气的质量，根据它算出硫酸铵的质量，再进一步求出样品中硫酸铵的质量，再根据含氮的量进行判断；

解答： 解：制取摩尔盐晶体流程为：先利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污，然后加稀硫酸溶解，铁与稀硫酸反应生成亚铁离子，加入硫酸铵发生（NH₄）₂ SO₄+FeSO₄+6H₂O=（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O↓，结晶过滤，摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂，用酒精洗涤摩尔盐，得到摩尔盐晶体．
Ⅰ（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使Na₂CO₃溶液呈碱性，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质易于洗去，步骤1中加入10%Na₂CO₃溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污，
故答案为：除去铁屑表面的油污；
（2）浓缩结晶莫尔盐时要用小火加热，加热浓缩初期可轻微搅拌，但注意观察晶膜，若有晶膜出现，则停止加热，不能蒸发至干，因为①蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中②蒸干时晶体会受热分解或被氧化，③得不到含有结晶水的晶体，
故答案为：①蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中②蒸干时晶体会受热分解或被氧化，③得不到含有结晶水的晶体；           
（3）摩尔盐易溶于水，不能用蒸馏水洗涤，但摩尔盐属于无机物难溶于有机物，可用乙醇进行洗涤，洗去晶体表面的液体杂质，同时减少蒸馏水中溶解氧对晶体的氧化，
故答案为：①减少晶体在洗涤时的溶解 ②减少蒸馏水中溶解氧对晶体的氧化；
Ⅱ．（1）制取氨气为氢氧化钠溶液与硫酸铵固体反应，所以生成的氨气中含有水蒸气，随氨气一同进入B装置中，影响氨气的质量，影响含氮量的测定，所以需增加一个干燥装置；
故答案为：A、B装置间缺一个干燥装置； 
（2）氢氧化钠的浓溶液，电离出的氢氧根离子浓度大，与铵根离子反应的氢氧根离子浓度大，加热温度高，反应速度快，所以，加入足量浓氢氧化钠溶液并充分加热，能使硫酸铵充分反应完全转化为NH₃，
故答案为：使硫酸铵充分反应完全转化为NH₃；
[探究结论]
增重的3.4g为氨气的质最，设13.5g样品中含有（NH₄）₂SO₄的质量为x：
（NH₄）₂SO₄+2NaOH

△   .

Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O
 132                         34
  x                          3.4g
132：34=x：3.4g                   解得：x=13.2g  

13.2g

132g/mol

=0.1mol，含0.2mol氮原子，氮的质量为2.8g，

2.8g

13.5g

×100%=20.7%    20.5%≤20.7%≤21.0%，为合格品，
故答案为：该化肥为合格品；

点评：本题主要考查了制取摩尔盐晶体、制取氨气的实验，掌握反应原理是解答的关键，题目较综合，难度中等．