Question

13．绿矾（FeSO₄•7H₂O）是一种重要的食品和饲料添加剂．在实验室里可以通过下列流程用废铁屑制备绿矾：

完成下列填空：
（1）试剂a是稀H₂SO₄（填写化学式）；
（2）酸溶时发生的主要反应的化学方程式为Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄；
（3）上述过程中的过滤操作所用的主要玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯．
（4）利用如图装置对所获产品（FeSO₄•nH₂O）中结晶水的含量进行测定．
反应前称量C中的硬质玻璃管（82.112g）、装入晶体后的硬质玻璃管（86.282g）、D的质量（78.368g）．反应后称得C中硬质玻璃管的质量为84.432g，D的质量为80.474g．产品硫酸亚铁晶体（FeSO₄•nH₂O）中n=6.7（小数点后保留1位有效数字）．

Answer 1

分析 废铁屑加入碳酸钠溶液除去油污，加入硫酸酸溶后，为了防止亚铁离子被氧化，加入的硫酸应适量保证铁少量剩余，过滤时滤渣中一定含有Fe，滤液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到绿矾晶体；
（1）要制备硫酸亚铁，所以要用稀硫酸溶解铁屑，为了防止亚铁离子被氧化，Fe不能全部消耗；
（2）酸溶时是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；
（3）依据过滤装置和步骤分析选择玻璃仪器；
（4）根据已知数据求出水的质量和晶体的质量，根据二者的物质的量关系求出n．

解答 解：（1）要制备硫酸亚铁，所以要用稀硫酸溶解铁屑，为了防止亚铁离子被氧化，Fe不能全部消耗，则加入稀硫酸时当溶液中气泡较少时即停止加硫酸，防止Fe被耗尽；
故答案为：稀H₂SO₄；
（2）酸溶时发生的主要反应是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄；
故答案为：Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄；
（3）利用漏斗、玻璃棒、烧杯组装过滤装置进行过滤操作，所用的主要玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯；
故答案为：漏斗；
（4）通过以上数据得出，晶体质量为86.282g-82.112=4.170g，加热完全分解后剩余固体的质量为84.432g-82.112=2.320g，
所以$\frac{18n}{152}$=$\frac{4.170-2.320}{2.320}$，解得n=6.7，
故答案为：6.7．

点评 本题考查较为综合，涉及化学实验方案的评价以及相关计算等知识，侧重于学生的分析能力、实验能力、计算能力的考查，注意相关基础知识的积累，难度中等．