Question

【題目】硫酸鐵銨[aFe2(SO4)3·b(NH4)2SO4·cH2O]廣泛用于城鎮(zhèn)生活飲用水、工業(yè)循環(huán)水的凈化處理等。某化工廠以硫酸亞鐵（含少量硝酸鈣）和硫酸銨為原料，設(shè)計(jì)了如下工藝流程制取硫酸鐵銨。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)硫酸亞鐵溶液加 H2SO4 酸化的主要目的是____________，濾渣 A的主要成分是______________。

(2)下列物質(zhì)中最適合的氧化劑 B 是____________。

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4 d．K2Cr2O7

(3)操作甲、乙的名稱(chēng)分別是：甲_____________，乙_____________。

(4)上述流程中，有一處不嚴(yán)密，請(qǐng)指出并修改_____________。

(5)檢驗(yàn)硫酸鐵銨中NH4+的方法是_____________。

(6)稱(chēng)取 14.00 g 樣品，將其溶于水配制成 100 mL 溶液，并分成兩等份，向其中一份 中加入足量 NaOH 溶液，過(guò)濾洗滌得到 2.14 g 沉淀；向另一份溶液中加入 0.05 mol Ba(NO3)2 溶液，恰好完全反應(yīng)。則該硫酸鐵銨的化學(xué)式為_____________。

Answer 1

【答案】抑制Fe2+的水解 CaSO4 b 冷卻結(jié)晶 常溫晾干 氧化后和加熱蒸發(fā)前需檢驗(yàn)Fe2+是否全部被氧化 在試管中加入少量樣品和氫氧化鈉固體加熱，在試管口用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，觀察到試紙變藍(lán) Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O

【解析】

原料中加入硫酸酸化，可生成硫酸鈣沉淀，減壓過(guò)濾后向?yàn)V液中加入過(guò)氧化氫氧化可生成硫酸鐵；加入硫酸銨在80℃下反應(yīng)可生成硫酸鐵銨，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌、常溫晾干可得到純凈的硫酸鐵銨，據(jù)此分析。

(1)硫酸亞鐵溶液中Fe2+水解顯酸性，加入硫酸抑制Fe2+的水解；同時(shí)硫酸根濃度增大，結(jié)合Ca2+生成CaSO4沉淀，答案為：抑制Fe2+的水解；CaSO4；

(2)為避免引入新的雜質(zhì)，應(yīng)該加入H2O2，因?yàn)槠溥�原產(chǎn)物是水，答案為：b；

(3) 在80℃下反應(yīng)可生成硫酸鐵銨，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌、常溫晾干可得到純凈的硫酸鐵銨，溫度不能過(guò)高，防止其分解，答案為：冷卻結(jié)晶；常溫晾干；

(4)為提高產(chǎn)品的純度，在加熱蒸發(fā)之前要檢驗(yàn)Fe2+是否全部被氧化， 答案為：氧化后和加熱蒸發(fā)前需檢驗(yàn)Fe2+是否全部被氧化；

(5)檢驗(yàn)NH4+的方法是加入強(qiáng)堿溶液，加熱能夠產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試液變藍(lán)的氣體，從而證明原溶液中含有NH4+，答案為：在試管中加入少量樣品和氫氧化鈉固體加熱，在試管口用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，觀察到試紙變藍(lán)；

(6)稱(chēng)取 14.00 g 樣品，將其溶于水配制成 100 mL 溶液，并分成兩等份，說(shuō)明每一份的樣品質(zhì)量為7g；向其中一份中加入足量 NaOH 溶液，過(guò)濾洗滌得到 2.14 g 沉淀，沉淀為Fe(OH)3，物質(zhì)的量為，即Fe2(SO4)3的物質(zhì)的量0.01mol；向另一份溶液中加入 0.05 mol Ba(NO3)2 溶液，恰好完全反應(yīng)，生成BaSO4，則的物質(zhì)的量為0.05mol，Fe2(SO4)3中有0.03mol，則(NH4)2SO4中有0.02mol，(NH4)2SO4的物質(zhì)的量為0.02mol；一份樣品中水的質(zhì)量，水的物質(zhì)的量為0.02mol；則，化學(xué)式為： Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O。