Question

硫酸亞鐵是一種重要的食品和飼料添加劑，某課外興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用廢鐵屑與稀硫酸在加熱條件下制取FeSO₄?X H₂O，并測定該晶體中結(jié)晶水含量．請回答下列問題：
（1）鐵屑表面少量的鐵銹對制取硫酸亞鐵有無影響______（填“有”或“無”．其原因是______，該步實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是保證______過量（填“硫酸”或“鐵屑”）；
（2）FeSO₄在不同溫度下溶解度如下表所示：

溫度/℃		10	20	30	40	50	60	70	80
溶解度/g/100g水	18.5	20.8	26.3	32.8	40.1	48.4	52.4	50.9	43.7

由于鐵屑中含有C、Si等雜質(zhì)，為了使FeSO₄ 溶液的濃度增大，便于反應(yīng)后分離溶液和殘?jiān)�．該小組實(shí)驗(yàn)時(shí)采取了水浴加熱和趁熱過濾的方法，這樣做的主要目的是為了防止______．你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)時(shí)的水浴溫度最好控制在______℃左右．從濾液中獲得FeSO₄?xH₂O，下列操作中不需要的是______；
（A）冷卻            （B）蒸發(fā)
（C）結(jié)晶          （D）洗滌        （E）過濾
（3）以下是測定FeSO₄?xH₂O中結(jié)晶水含量的實(shí)驗(yàn)流程．（稱量儀器為電子天平）


①其加熱裝置正確的是______


②重復(fù)操作II、III、IV，直到連續(xù)兩次稱量結(jié)果相差不超過______g；
③操作III必須要在______中（填儀器名稱）進(jìn)行．
（4）以下結(jié)晶水含量測定操作正確的是______；
A、加熱時(shí)，晶體濺出坩堝，再加些FeSO₄?xH₂O
B、加熱時(shí)，先用小火，后用大火加熱至最后
C、加熱時(shí)，不斷用玻璃棒攪拌
D、恒重操作是指加熱、冷卻、稱量這一過程重復(fù)兩次
（5）實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)下列情況時(shí)，將對X值有何影響（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）：灼燒時(shí)有黑色固體出現(xiàn)______；在冷卻過程中，無水硫酸亞鐵又吸收了空氣中的水蒸氣______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)生成物的成分判斷是否有影響；三價(jià)鐵離子能和鐵單質(zhì) 反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子；
（2）根據(jù)硫酸亞鐵的溶解度與溫度的關(guān)系分析判斷，在60℃時(shí)溶解度最大，溫度越低溶解度越小，高于60℃溫度越高溶解度越��；
（3）①加熱結(jié)晶水固體所用儀器為坩堝；
②重復(fù)操作II、III、IV，直到連續(xù)兩次稱量結(jié)果相差不超過0.001g；
③為防止空氣中的物質(zhì)和其反應(yīng)應(yīng)在干燥器中冷卻；
（4）根據(jù)操作是否引起誤差判斷；
（5）根據(jù)減少的質(zhì)量是小于實(shí)際結(jié)晶水的質(zhì)量還是大于結(jié)晶水的含量判斷．
解答：解：（1）少量的鐵銹和鐵屑反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，所以對制取硫酸亞鐵無影響，但必須是鐵屑過量，保證溶液中三價(jià)鐵離子完全轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子，
故答案為：無；生成的少量Fe³⁺ 與鐵屑反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe²⁺；鐵屑；
（2）根據(jù)圖表分析知，0～60℃，溫度越高硫酸亞鐵的溶解性越大；60～80℃，溫度越高溶解度反而減��；所以采取了水浴加熱和趁熱過濾的方法防止硫酸亞鐵晶體析出；60℃時(shí)硫酸亞鐵的溶解度最大，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)的水浴溫度最好控制在60℃左右；從濾液中獲取硫酸亞鐵晶體不需要蒸發(fā)，故選B．
故答案為：硫酸亞鐵晶體析出；60℃；B； 
 （3）①測定FeSO₄?xH₂O中結(jié)晶水含量的實(shí)驗(yàn)中必須在坩堝中加熱，裝置應(yīng)選C，故答案為：C；
②重復(fù)操作II、III、IV，直到連續(xù)兩次稱量結(jié)果相差不超過0.001g，故答案為：0.001；
③為防止空氣中的物質(zhì)和其反應(yīng)，所以應(yīng)在干燥器中冷卻，故答案為：干燥器；  
（4）A、加熱時(shí)，晶體濺出坩堝，應(yīng)重新做實(shí)驗(yàn)，故A錯誤；
B、加熱時(shí)，先用小火，后用大火加熱，至恒重，故B錯誤；
C、加熱時(shí)，不斷用玻璃棒攪拌，防止局部受熱造成液體飛濺，故C正確；
D、恒重操作是指兩次稱重之差不大于0.0003g，故D錯誤；
故答案為：C；
（5）灼燒時(shí)有黑色固體出現(xiàn)，說明硫酸亞鐵分解生成氣體，所以m（H₂O）偏大；在冷卻過程中，無水硫酸亞鐵又吸收了空氣中的水蒸氣，則結(jié)晶水合物中m（H₂O）偏小，
故答案為：偏大；偏小．
點(diǎn)評：本題考查了硫酸亞鐵結(jié)晶水的測定，難度不大，注意灼燒固體必須在坩堝中進(jìn)行．