Question

鐵鹽、亞鐵鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、污水處理等方面有著極其廣泛的應(yīng)用．用鐵屑與硫酸反應(yīng)制備FeSO₄
已知4Fe²⁺+O₂+4H⁺?4Fe³⁺+2H₂O
FeSO₄在水中的溶解度見(jiàn)圖．
（1）首先，將鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污，分離出液體，用水洗凈鐵屑．此步驟中，分離出液體的方法通常不用過(guò)濾，使用的操作是

 

（填寫操作名稱）．
（2）向處理過(guò)的鐵屑中加入適量的硫酸，在一定溫度下使其反應(yīng)到不再產(chǎn)生氣體，趁熱過(guò)濾，得FeSO₄溶液．此處：硫酸濃度應(yīng)選擇

 

（a．濃硫酸  b.10moL?L^-1硫酸  c.3moL?L^-1硫酸  d．任意濃度硫酸）；溫度宜控制在

 

；加熱的同時(shí)需適當(dāng)補(bǔ)充水，原因是

 

．反應(yīng)中應(yīng)保持

n(Fe)

n(H2SO4)

 

1（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）亞鐵鹽在空氣中易被氧化，但形成復(fù)鹽可穩(wěn)定存在．如“摩爾鹽”，即硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]，就是在FeSO₄溶液中加入少量稀H₂SO₄溶液，再加入飽和（NH₄）₂SO₄溶液，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等一系列操作后所得．過(guò)程中稀硫酸的作用是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：硫酸亞鐵的制備

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）由于Fe屑沉在容器的底部，溶液在上部，所以分離出液體的方法通常不用過(guò)濾，使用的操作是傾析法；
（2）在室溫下，F(xiàn)e在濃硫酸中會(huì)發(fā)生鈍化現(xiàn)象，在10moL/L硫酸中容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鐵和SO₂和水；由于FeSO₄在60℃左右溶解度最大，所以溫度宜控制在60℃左右；
為防止硫酸亞鐵晶體析出，加熱的同時(shí)需適當(dāng)補(bǔ)充水，為了防止在加熱的過(guò)程中Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e粉應(yīng)該稍微過(guò)量一些；
（3）稀硫酸的作用是為了抑制Fe²⁺、NH₄⁺的水解，防止產(chǎn)物不純．

解答： 解：（1）首先，將鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污，分離出液體，用水洗凈鐵屑．此步驟中，由于Fe屑沉在容器的底部，溶液在上部，所以分離出液體的方法通常不用過(guò)濾，使用的操作是傾析法，故答案為：傾析；
（2）在室溫下，F(xiàn)e在濃硫酸中會(huì)發(fā)生鈍化現(xiàn)象．在10moL/L硫酸中容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鐵和SO₂和水，不能得到硫酸亞鐵，所以要用3moL/L硫酸．由于FeSO₄在60℃左右溶解度最大，所以溫度宜控制在60℃左右．為防止硫酸亞鐵晶體析出，加熱的同時(shí)需適當(dāng)補(bǔ)充水．為了防止在加熱的過(guò)程中Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e粉應(yīng)該稍微過(guò)量一些．所以反應(yīng)中應(yīng)保持n（Fe）/n（H₂SO₄）＞1．
故答案為：c；60℃左右；防止硫酸亞鐵晶體析出；＞；
（3）在制取摩爾鹽如硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]的過(guò)程，就是在FeSO₄溶液中加入少量稀H₂SO₄溶液，再加入飽和（NH₄）₂SO₄溶液，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等一系列操作后所得．過(guò)程中稀硫酸的作用是為了抑制Fe²⁺、NH₄⁺的水解，防止產(chǎn)物不純，
故答案為：抑制Fe²⁺、NH₄⁺的水解．

點(diǎn)評(píng)：本題考查鐵鹽、亞鐵鹽的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、反應(yīng)原理、鹽類的水解等知識(shí)，題目綜合性強(qiáng)，為高考高頻考點(diǎn)，特別注意學(xué)習(xí)化工生產(chǎn)中涉及用于混合物分離和提純的方法．