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硫酸亚铁铵[(NH42SO4?FeSO4?6H2O]为浅绿色晶体,易溶于水,不溶于酒精,在水中的溶解度比FeSO4或(NH42SO4都要小.实验室中常以废铁屑为原料来制备,其步骤如下:
步骤1:铁屑的处理.将废铁屑放入热的碳酸钠溶液中浸泡几分钟后用图1所示方法分离出固体并洗涤、干燥.步骤2:FeSO4溶液的制备.将处理好的铁屑放入锥形瓶,加入过量的3mol?L-1H2SO4溶液,加热至充分反应为止.趁热过滤(如图2所示),收集滤液和洗涤液.
步骤3:硫酸亚铁铵的制备.向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH42SO4溶液,经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤后得到硫酸亚铁铵晶体.
请回答下列问题:
(1)步骤1中图1分离方法称为
倾析法
倾析法
法.
(2)步骤2中有一处明显不合理的是
应该铁屑过量否则溶液中可能有Fe3+存在
应该铁屑过量否则溶液中可能有Fe3+存在
.趁热过滤的理由是
减少溶质损失
减少溶质损失

(3)步骤3加热浓缩过程中,当
浓缩至液体表面出现晶膜
浓缩至液体表面出现晶膜
时停止加热.用无水乙醇洗涤晶体的原因是
硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇,乙醇可以除去其表面的水分
硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇,乙醇可以除去其表面的水分

(4)FeSO4?7H2O在潮湿的空气中易被氧化成Fe(OH)SO4?3H2O,写出该反应的化学方程式
4[FeSO4?7H2O]+O2═4[Fe(OH)SO4?3H2O]+14H2O
4[FeSO4?7H2O]+O2═4[Fe(OH)SO4?3H2O]+14H2O
分析:(1)分析装置1是倾析法;
(2)步骤2中加入过量铁粉防止Fe2+被氧化为Fe3+.溶液趁热过滤防止溶液冷却时,硫酸亚铁因析出而损失.
(3)加入(NH42SO4固体后,溶液表面出现晶膜时,停止加热,采取蒸发浓缩、冷却结晶方法,通过减压过滤(或抽滤)等得到较为干燥的晶体;
(4)FeSO4?7H2O在潮湿的空气中易被氧化成Fe(OH)SO4?3H2O,结合氧化还原反应电子守恒和原子守恒写出;
解答:解:(1)步骤1中图1分离方法称为倾析法;
故答案为:倾析法;
(2)步骤2中加入过量铁粉防止Fe2+被氧化为Fe3+.溶液趁热过滤防止溶液冷却时,硫酸亚铁因析出而损失;
故答案为:应该铁屑过量,否则溶液中可能有Fe3+存在;减少溶质损失;
(3)加入(NH42SO4固体后,溶液表面出现晶膜时,停止加热,采取蒸发浓缩、冷却结晶方法,通过减压过滤(或抽滤)等得到较为干燥的晶体,硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇,可以用乙醇洗去晶体表面的水;
故答案为:浓缩至液体表面出现晶膜;硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇,乙醇可以除去其表面的水分;
(4)FeSO4?7H2O在潮湿的空气中易被氧化成Fe(OH)SO4?3H2O,结合氧化还原反应电子守恒和原子守恒写出化学方程式为:4[FeSO4?7H2O]+O2═4[Fe(OH)SO4?3H2O]+14H2O;
故答案为:4[FeSO4?7H2O]+O2═4[Fe(OH)SO4?3H2O]+14H2O;
点评:本题考查了实验步骤的分析判断,物质制备的实验设计方法,性质验证,晶体析出方法的应用,题目难度中等.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

某含铬(Cr2O72-)废水用硫酸亚铁铵[FeSO4?(NH42SO4?6H2O]处理,反应后铁元素和铬元素完全转化为沉淀.该沉淀经干燥后得到n mol FeO?FeyCrxO3.不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是(  )

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科目:高中化学 来源: 题型:

某含铬Cr2O2-7废水用硫酸亚铁铵[FeSO4?(NH42SO4?6H2O]处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀.该沉淀干燥后得到nmol FeO?FeyCrxO3.不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是(  )

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

硫酸亚铁铵晶体[(NH42SO4?FeSO4?6H2O]是一种重要化学试剂,实验室用除去锌镀层的铁片来制取硫酸亚铁铵,流程如下:
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请回答下列问题:
(1)确定锌镀层被除去的标志是
 

计算上述铁片锌镀层的厚度,不需要的数据是
 
(填编号).
a.锌的密度ρ(g?cm-3)      b.镀锌铁片质量m1(g)   c.纯铁片质量m2(g)
d.镀锌铁片面积S(cm2)       e.镀锌铁片厚度h(cm)
(2)上述流程中:操作Ⅰ是取出铁片、
 
、烘干、称量.加入少量CuO的目的是
 

(3)用无水乙醇洗涤潮湿的硫酸亚铁铵晶体是为了除去晶体表面残留的水分,不用加热烘干的原因是
 

(4)鉴定所得晶体中含有Fe2+、NH4+、SO42-离子的实验方法不正确的是
 
(填编号).
a.取少量样品于试管,加水溶解,通入适量Cl2,再加KSCN溶液,观察现象
b.取少量样品于试管,加水溶解,加入NaOH溶液,露置于空气中,观察现象
c.取少量样品于试管,加水溶解,加入浓NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,观察试纸颜色的变化
d.取少量样品于试管,加水溶解,加入盐酸后再加入BaCl2溶液,观察现象
(5)取a克样品配成500ml溶液,取25.00mL先用稀硫酸酸化,再用bmol?L-1的酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液滴定,消耗重铬酸钾溶液VmL(已知重铬酸钾的还原产物为Cr3+离子),请写出重铬酸钾溶液与Fe2+离子反应的离子方程式
 
.用酸性重铬酸钾溶液滴定Fe2+过程中操作滴定管的图示正确的是
 

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用题中所给数据计算所得样品中铁元素的质量分数为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

我国钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有Al2O3、SiO2等)的储量居世界首位,用钛铁矿制取TiO2和副产品硫酸亚铁晶体的流程如下:
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已知:Al(OH)3的Ksp=1.3×10-33,Fe(OH)2的Ksp=1.6×10-14
(1)滤液I主要含有TiO2+、SO42-、Fe2+
 
(填离子符号);
(2)调节pH应最好使用
 

A.Fe              B.Ca(OH)2          C.NH3?H2O           D.NaOH
(3)操作Ⅱ是指
 
洗涤、干燥.
(4)步骤②中发生的化学反应方程式为:
 
;考虑成本和废物综合利用等因素,生产过程中产生的废液中应加入
 
处理较合理.
(5)实验室通常将硫酸亚铁进一步制备为硫酸亚铁铵晶体[(NH42Fe(SO42?6H2O]以利保存,制备方法被收入中学《实验化学》教材中;专家测定晶体含量的办法是:准确称取m g产品溶解定容至250.00mL,移取25.00mL于锥形瓶中,用c mol?L-1的标准KMnO4溶液滴定至
 
,记录消耗KMnO4溶液的体积为V mL;此时发生的反应为:5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,(已知硫酸亚铁铵晶体的相对分子质量为392),则产品中硫酸亚铁铵晶体纯度的计算式可表达为:w%=
 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵:(NH42SO4?FeSO4?6H2O,商品名称为莫尔盐,是一种复盐.一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化,形成复盐后就比较稳定.与其他复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小,且几乎不溶于乙醇,利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体.三种盐的溶解度(单位为g/l00gH2O)见下表:
温度/℃ FeSO4?7H2O (NH42SO4 (NH42SO4?FeSO4?6H2O
10 20.0 73.0 17.2
20 26.5 75.4 21.6
30 32.9 78.0 28.1
实验用品:Fe屑(含少量碳)、3mol/LH2SO4、( NH42SO4、蒸馏水、无水乙醇.
实验步骤流程图:
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请完成以下实验记录:
(1)步骤I中用10% Na2CO3的热溶液处理铁屑的目的是
 
,经处理后的干燥铁屑质量记为m1
(2)将称量好的Fe屑放入锥形瓶中,加入适量3mol/LH2SO4溶液,放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止(有氢气生成,用明火加热注意安全).趁热过滤,并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸,将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中.将滤纸上的固体常温干燥后称重,记为m2
(3)称取一定质量的(NH42SO4,加入
 
 g(用含m1和m2的代数式表示,要求化简,下同.)水配制成室温下(20℃)的饱和溶液,并将其加入到上面实验的蒸发皿中,缓缓加热,浓缩至表面出现结晶薄膜为止.放置冷却,得到硫酸亚铁铵的晶体,过滤后用
 
洗涤晶体.
(4)产品纯度的测定
先称取产品1.600g,加水溶解,配成100ml溶液,移取25.00mL待测溶液与锥形瓶中,再用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4标准溶液进行滴定其中的Fe2+,达到滴定终点时消耗标准液的平均值为20.00mL,则样品中的(NH42SO4?FeSO4?6H2O的质量分数?(列式计算)

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