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5.硫酸铁铵[aFe2(SO43•b(NH42SO4•cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等.某化工厂以硫酸亚铁(含少量硝酸钙)和硫酸铵为原料,设计了如图工艺流程制取硫酸铁铵.

请回答下列问题:
(1)硫酸亚铁溶液加H2SO4酸化的主要目的是增大溶液中SO42-浓度,将Ca2+转化为沉淀或抑制Fe2+水解,滤渣A的主要成分是CaSO4
(2)下列物质中最适合的氧化剂B是b;反应的离子方程式H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O.
a.NaClO         b.H2O2         c.KMnO4         d.K2Cr2O7
(3)操作甲、乙的名称分别是:甲冷却结晶,乙常温晾晒.
(4)上述流程中,氧化之后和加热蒸发之前,需取少量检验Fe2+是否已全部被氧化,所加试剂为铁氰化钾溶液(写名称),能否用酸性的KMnO4溶液?不能(如果能,下问忽略),理由是:因为过氧化氢和二价铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色.(可用语言或方程式说明)
(5)检验硫酸铁铵中NH4+的方法是在试管中加入少量样品和NaOH固体加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,看到试纸变成蓝色.
(6)称取14.00g样品,将其溶于水配制成100mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14g沉淀;向另一份溶液中加入0.05mol Ba (NO32溶液,恰好完全反应.则该硫酸铁铵的化学式为Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O.

分析 原料中加入硫酸酸化,可生成硫酸钙沉淀,减压过滤后加入过氧化氢氧化可生成硫酸铁,加入硫酸铵,在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题.
(1)硫酸亚铁中亚铁离子水解,硫酸可以抑制水解,硫酸根离子可以将钙离子沉淀;
(2)加入氧化剂可氧化亚铁离子,但应避免引入新杂质;
(3)硫酸铁铵经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,但是温度不能太高;
(4)根据酸性高锰酸钾溶液氧化性很强,可以氧化二价铁和双氧水分析;
(5)检验NH4+的方法是加入强碱反应、加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的气体,该气体是氨气,从而证明原溶液中一定含有NH4+
(6)根据元素守恒结合发生的转化来计算.

解答 解:原料中加入硫酸酸化,可生成硫酸钙沉淀,减压过滤后加入过氧化氢氧化可生成硫酸铁,加入硫酸铵,在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,
(1)加入硫酸,可增大溶液中SO42-浓度,将Ca2+转化为沉淀,生成CaSO4,同时抑制Fe2+水解,
故答案为:增大溶液中SO42-浓度,将Ca2+转化为沉淀或抑制Fe2+水解;CaSO4
(2)为避免引入新杂质,应加入过氧化氢为氧化剂,还原产物是水,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:b;H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;
(3)在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,温度不能过高,防止分解,
故答案为:冷却结晶;常温晾晒;
(4)酸性高锰酸钾溶液氧化性很强,可以氧化二价铁和双氧水,应加入铁氰化钾溶液,如生成蓝色沉淀,可说明含有亚铁离子,
故答案为:铁氰化钾溶液;不能;因为过氧化氢和二价铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
(5)检验NH4+的方法是加入强碱反应、加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的气体,该气体是氨气,从而证明原溶液中一定含有NH4+
故答案为:在试管中加入少量样品和NaOH固体加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,看到试纸变成蓝色;
(6)称取14.00g样品,将其溶于水配置成100mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14g沉淀,应为Fe(OH)3
n(Fe(OH)3)=$\frac{2.14g}{107g/mol}$=0.02mol,
向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO32溶液,恰好完全反应,则n(SO42-)=0.05mol,
所以14.00g样品中含有Fe2(SO430.02mol,n(SO42-)为0.1mol,则(NH42SO4为0.1mol-0.02mol×3=0.04mol,
则m(H2O)=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g,
n(H2O)=$\frac{0.72g}{18g/mol}$=0.04mol,
n(Fe2(SO43):n((NH42SO4):n(H2O)=0.02:0.04:0.04=1:2:2,
所以化学式为Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O,
故答案为:Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O.

点评 本题考查考查物质的分离、提纯制备,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查,注意根据物质的性质把握实验原理和方法,难度较大.

练习册系列答案
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(1)A、B、E的第一电离能由小到大的顺序为Na<S<N.
(2)氢化物A2H4分子中A原子采取sp2杂化.
(3)按原子的外围电子排布分区,元素F在ds区,二价阳离子F2+与过量的A的简单氢化物的水溶液反应的离子方程式为Cu2++4NH3•H2O=[Cu(NH34]2++4H2O.
(4)元素A和C可形成一种新型化合物材料,其晶体具有很高的硬度和熔点,其化合物中所含的化学键类型为共价键.
(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如右图所示的立方晶胞(其中A显-3价,每个球均表示1个原子),则其化学式为Cu3N.设阿伏伽德罗常数为NA,距离最近的两个F原子的核间距为a cm,则该化合物的晶胞密度为(用含a和NA的代数式表示)$\frac{103\sqrt{2}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3

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5.关于氢元素的下列叙述,正确的是(  )
A.氢有三种同素异形体,分别是氕、氘、氚
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C.氢元素可形成三种互为通分异构体的物质:H2、D2、T2
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12.在铁制品上镀上一定厚度的锌层,以下设计方案正确的是(  )
A.锌作阳极,铁制品作阴极,溶液中含有锌离子
B.锌作阴极,铁制品作阳极,溶液中含有锌离子
C.锌作阳极,铁制品作阴极,溶液中含有亚铁离子
D.锌作阴极,铁制品作阳极,溶液中含有亚铁离子

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10.(1)常温下将1molNH4Cl和0.2molNaOH溶于水配成1L溶液.
①该溶液中存在4个平衡体系,写出任意3个:NH3•H2O?NH3+H2O、NH3•H2O?NH4++OH-、NH4++H2O?NH3•H2O+H+
②该溶液中浓度为1mol/L的微粒是Cl-
③该溶液中物质的量之和为1mol的三种微粒是NH4+、NH3•H2O、NH3
(2)醋酸是一种弱电解质. 某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示.则图II(填“I”或“Ⅱ”)为醋酸稀释的图象.

(3)Ba(OH)2是一种强电解质,现有25℃、pH=13的Ba(OH)2溶液.
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17.室温下向10mL0.1mol•L-1NaOH溶液中加入0.1mol•L-1的一元酸HA溶液,pH的变化曲线如图所示.下列说法正确的是(  )
A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
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14.25℃时,取浓度均为0.1mol/L的醋酸溶液和氨水溶液各20mL,分别用0.1mol/LNaOH溶液、0.1mol/L盐酸进行中和滴定,滴定过程中pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示.下列说法正确的是(  )
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①A点各离子浓度大小关系为c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+
②取20ml这种Ba(OH)2溶液加水稀释到200ml,
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