Question

【题目】硫酸亚铁在空气中易被氧化，与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵[化学式为FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]后就不易被氧化。模拟工业制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置如下图所示。请回答下列问题：

（1）仪器a的名称是______________________。

（2）铁屑中常含有Fe2O3、FeS等杂质，则装置C的作用是___________，装置B中发生反应的离子方程式可能是___________(填序号)。

A .Fe+2H+=Fe2++H2↑

B. Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

C.2Fe3++S2－=2Fe2++S↓

D.2Fe3++Fe=2Fe2+

（3）按上图连接好装置，经检验气密性良好后加入相应的药品，打开K1、K2，关闭K3，装置B中有气体产生，该气体的作用是___________。反应一段时间后，打开K3，关闭K1和K2。装置B中的溶液会流入装置A，其原因是______________________。

（4）按上图所示装置制备硫酸亚铁铵晶体的安全隐患是______________________。

（5）根据相关物质的溶解度判断，从装置A中分离出硫酸亚铁铵晶体，需采用的操作有___________、___________、洗涤、干燥。

三种盐的溶解度(单位为g/100gH2O)

Answer 1

【答案】分液漏斗 除去H2S等杂质气体 ABD 排出装置中的空气，防止Fe2＋被O2氧化 装置B中产生的H2不能排出，导致装置B中气体压强变大 产生的H2直接排入空气，若达到爆炸极限，遇明火会发生爆炸 降温结晶 过滤

【解析】

（1）根据仪器的构造特点分析仪器a的名称；

（2）铁屑中常含有Fe2O3、FeS等杂质，氢氧化钠溶液能吸收含杂质的铁屑与硫酸反应产生的硫化氢气体，防止污染空气；

铁屑中含有铁锈（Fe2O3）、FeS等，都与硫酸发生反应，反应后的产物Fe3+与Fe也可以发生氧化还原反应；

（3）亚铁离子能被空气中的氧气氧化；

（4）按上图所示装置制备硫酸亚铁铵晶体的安全隐患是产生的H2直接排入空气，若达到爆炸极限，遇明火会发生爆炸；

（5）在溶液中溶解度小的物质先析出；从装置A中分离出硫酸亚铁铵晶体，需采用的操作有降温结晶、过滤、洗涤、干燥。

(1) 根据仪器的构造特点可知，仪器a的名称是分液漏斗；

因此，本题正确答案是：分液漏斗；
(2) 铁屑中常含有Fe2O3、FeS等杂质，则装置C的作用是氢氧化钠溶液能吸收含杂质的铁屑与硫酸反应产生的硫化氢气体，防止污染空气；

铁屑中含有铁锈（Fe2O3）、FeS等，都与硫酸发生反应，反应后的产物Fe3+与Fe也可以发生氧化还原反应，所以ABD选项是正确的；

因此，本题正确答案是：除去H2S等杂质气体；ABD；
(3)亚铁离子能被空气中的氧气氧化，所以要通入氢气，排除空气，防止亚铁离子被氧气氧化；反应一段时间后，打开K3，关闭K1和K2。装置B中产生的H2不能排出，导致装置B中气体压强变大，装置B中的溶液会流入装置A；

因此，本题正确答案是：排出装置中的空气，防止Fe2＋被O2氧化；装置B中产生的H2不能排出，导致装置B中气体压强变大；

（4）按上图所示装置制备硫酸亚铁铵晶体的安全隐患是产生的H2直接排入空气，若达到爆炸极限，遇明火会发生爆炸；

因此，本题正确答案是：产生的H2直接排入空气，若达到爆炸极限，遇明火会发生爆炸；
（5）根据表中的数据可以知道,硫酸亚铁、硫酸铵、硫酸亚铁铵三种物质中，硫酸亚铁铵的溶解度最小，所以硫酸亚铁铵在溶液中先析出，从溶液中析出的硫酸亚铁铵晶体表面有硫酸、水等杂质，需要除杂、干燥，所以从装置A中分离出硫酸亚铁铵晶体，需采用的操作有降温结晶、过滤、洗涤、干燥。

因此，本题正确答案是：降温结晶；过滤。