Question

13．某�；瘜W課外小組用硫酸鐵廢液（含少量硫酸銅和稀硫酸），制備硫酸亞鐵晶體并進行如下實驗．制備硫酸亞鐵晶體主要的操作流程如圖1．請根據(jù)題目要求回答下列問題．
（1）A的化學式為Fe，上述操作過程中用到的玻璃儀器有：①燒杯；②普通漏斗；③酒精燈；④溫度計；⑤漏斗．
（2）趁熱過濾的目的是防止硫酸亞鐵晶體析出．
（3）結(jié)晶操作過程中應控制使濾液呈酸性的原因是抑制Fe²⁺離子水解．
（4）已知硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]比硫酸亞鐵穩(wěn)定，硫酸亞鐵銨可用硫酸銨和硫酸亞鐵反應制得．實驗室利用硫酸亞鐵銨溶液和草酸溶液反應生成草酸亞鐵沉淀來制備草酸亞鐵．寫出硫酸亞鐵銨溶液與草酸溶液反應的離子方程式Fe²⁺+H₂C₂O₄=FeC₂O₄↓+2H⁺．
（5）草酸亞鐵晶體受熱易分解．某課外小組取18.0g草酸亞鐵晶體，設(shè)計如圖的實驗裝置來檢驗其分解產(chǎn)物，確定化學式．
①該裝置中最不合理的部分A（填字母），原因是反應生成的水易沿試管壁流下使試管炸裂．
②改用正確裝置實驗開始，B處變藍，說明草酸亞鐵晶體中有結(jié)晶水；C處有白色沉淀，E處部分黑色粉末變?yōu)榧t色，說明草酸亞鐵分解產(chǎn)生CO、CO₂（填化學式）；當加熱至質(zhì)量不再變化時，A中殘留黑色固體7.2克，則草酸亞鐵晶體的化學式為FeC₂O₄•2H₂O．

Answer 1

分析 （1）加入過量的鐵粉，與Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺離子反應轉(zhuǎn)化為Fe²⁺；過濾使用的主要玻璃儀器是普通漏斗；
（2）趁熱過濾的目的是：要避免某些成分在過濾過程中因遇冷而結(jié)晶或沉淀；
（3）應從鹽類水解的角度考慮，防止硫酸亞鐵水解造成損耗；
（4）由題意可知（NH₄）₂Fe（SO₄）₂與草酸反應的方程式：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂+H₂C₂O₄=FeC₂O₄↓+（NH₄）₂SO₄+H₂SO₄；
（5）草酸亞鐵晶體加熱時有可能有水產(chǎn)生，故A裝置最不合理，因為大試管管口略向上傾斜，產(chǎn)生的水會回流使試管炸裂，根據(jù)B、C、E判斷產(chǎn)物有H₂O（或結(jié)晶水）、CO₂、CO，其中CO的存在使高價鐵不可能存在，考慮殘留黑色固體，應為FeO，設(shè)草酸亞鐵晶體的化學式為FeC₂O₄•xH₂O，根據(jù)FeC₂O₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO+CO₂+xH₂O，結(jié)合晶體和氧化亞鐵的質(zhì)量可計算出x的值，確定化學式．

解答 解：（1）加入過量的鐵粉，與Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺離子反應轉(zhuǎn)化為Fe²⁺；過濾使用的主要玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、普通漏斗，
故答案為：Fe；漏斗；
（2）趁熱過濾的目的是：要避免某些成分在過濾過程中因遇冷而結(jié)晶或沉淀，
故答案為：防止硫酸亞鐵晶體析出；
（3）亞鐵離子可以水解，結(jié)晶操作過程中控制濾液的酸性，可以抑制硫酸亞鐵水解造成損耗，
故法案為：抑制Fe²⁺離子水解；
（4）由題意可知（NH₄）₂Fe（SO₄）₂與草酸反應的方程式：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂+H₂C₂O₄=FeC₂O₄↓+（NH₄）₂SO₄+H₂SO₄，故反應離子方程式為：Fe²⁺+H₂C₂O₄=FeC₂O₄↓+2H⁺，
故答案為：Fe²⁺+H₂C₂O₄=FeC₂O₄↓+2H⁺；
（5）①加熱固體時可能有水產(chǎn)生，故A裝置最不合理，因為大試管管口略向上傾斜，產(chǎn)生的水會回流使試管炸裂，
故答案為：A；反應生成的水易沿試管壁流下使試管炸裂；
②改用正確裝置，實驗開始后，B處變藍色，說明草酸亞鐵晶體中有結(jié)晶水；C處有白色沉淀，E處部分黑色粉末變?yōu)榧t色，說明草酸亞鐵分解產(chǎn)生：CO、CO₂；CO的存在使高價鐵不可能存在，考慮殘留黑色固體，應為FeO，
設(shè)草酸亞鐵晶體的化學式為FeC₂O₄•xH₂O，
根據(jù)FeC₂O₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO+CO₂+xH₂O
     144+18x      72
      18          7.2
$\frac{144+18x}{18}$=$\frac{72}{7.2}$   x=2，
所以草酸亞鐵晶體的化學式為FeC₂O₄•2H₂O，
故答案為：結(jié)晶水；CO、CO₂；FeC₂O₄•2H₂O．

點評 本題以硫酸亞鐵晶體的制備為載體，主要考查了除雜提純的基本操作、對實驗步驟原理和目的分析評價、對裝置的分析評價等，明確原理是解題關(guān)鍵，弄清所發(fā)生的化學反應及鐵元素存在形態(tài)的變化．