Question

(11分) 硫酸铁铵[aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·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，设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵。

请回答下列问题：

（1）操作甲、乙的名称分别是：甲______________，乙___________________。

（2）下列物质中最适合的氧化剂B是 ；使用过程中分多次添加适量的氧化剂原因是

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4 d．K2Cr2O7

（3）上述流程中，用足量最适合的氧化剂B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 （写名称）。能否用酸性的KMnO4溶液？理由是： 。（可用文字或方程式说明）

（4）称取14.00 g所得样品，将其溶于水配制成100 mL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2.14 g沉淀；向另一份溶液中加入0.05 mol Ba (NO3)2溶液，恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为________________(写出计算过程)

 

Answer 1

共11分

（1）冷却结晶(1分，结晶无分)；常温晾干(1分，干燥无分)

（2）b(1分)；反应放热，使未反应的H2O2分解，造成浪费(2分)

（3）铁氰化钾溶液(1分) 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(2分)

（4）(共3分)加入氢氧化钠得到2.14 g沉淀为氢氧化铁，所以n(Fe)＝；向另一份溶液中加入0.05 mol Ba (NO3)2溶液，恰好完全反应生成硫酸钡沉淀，因此n(SO42－)＝ 0.05 mol ；(1分)

所以Fe2(SO4)3为0.01 mol，(NH4)2SO4为0.02 mol ，此时质量为：0.01 mol ×400g/mol＋0.02 mol ×132g/mol＝6.64g，(1分)

每一份溶液中水的质量为：7.00g－6.64g＝0.36g,n(H2O)＝0.02 mol，因此该硫酸铁铵的化学式为：Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O(1分)

【解析】

试题分析：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。

（1）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。

（2）如果使用NaClO、KMnO4、K2Cr2O7做氧化剂，所得还原产物为杂质，如果H2O2做氧化剂，还原产物为H2O，不产生新的杂质，故b项正确；该氧化还原反应为放热反应，如果一次加入过多的H2O2，反应放热，使未反应的H2O2分解，造成浪费。

（3）铁氰化钾与Fe2+反应生成蓝色沉淀，所以使用铁氰化钾溶液检验Fe2+；KMnO4为强氧化剂，不仅能氧化Fe2+，还能氧化H2O2，所以过氧化氢和二价铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故不能使用酸性KMnO4,。

（4）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）=2.14g÷107g/mol=0.02mol，向另一份溶液中加入0.05mol Ba（NO3）2溶液，恰好完全反应，则n（SO42-）=0.05mol，所以14.00g样品中含有Fe2（SO4）30.02mol，n（SO42-）为0.1mol，则（NH4）2SO4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）=0.72g÷18g/mol=0.04mol，n（Fe2（SO4）3）：n（（NH4）2SO4）：n（H2O）=0.02：0.04：0.04=1：2：2，

所以化学式为Fe2（SO4）3?2（NH4）2SO4?2H2O。

考点：本题考查化学流程的分析、物质的分离、提纯制备