Question

【題目】某校學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制備（NH4）2Fe（SO4）26H2O并探究其分解規(guī)律。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

Ⅰ.稱取7.0g工業(yè)廢鐵粉放入燒杯中，先用熱的Na2CO3溶液洗滌，再水洗，最后干燥。

Ⅱ.稱取6.0g上述處理后的鐵粉加入25mL某濃度硫酸中加熱，加熱過程中不斷補(bǔ)充蒸餾水，至反應(yīng)充分。

Ⅲ.冷卻、過濾并洗滌過量的鐵粉，干燥后稱量鐵粉的質(zhì)量。

Ⅳ.向步驟Ⅲ的濾液中加入適量（NH4）2SO4晶體，攪拌至晶體完全溶解，經(jīng)一系列操作得干燥純凈的（NH4）2Fe（SO4）26H2O。

V.將（NH4）2Fe（SO4）26H2O脫水得（NH4）2Fe（SO4）2，并進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn)。

已知在不同溫度下FeSO47H2O的溶解度如表：

溫度（℃）	1	10	30	50
溶解度（g）	14.0	17.0	25.0	33.0

回答下列問題：

（1）步驟Ⅰ用熱的Na2CO3溶液洗滌工業(yè)廢鐵粉的目的是__，步驟Ⅱ中設(shè)計(jì)鐵粉過量，是為了__，加熱反應(yīng)過程中需不斷補(bǔ)充蒸餾水的目的是__。

（2）步驟Ⅲ中稱量反應(yīng)后剩余鐵粉的質(zhì)量，是為了__。

（3）（NH4）2Fe（SO4）2分解的氣態(tài)產(chǎn)物可能有N2、NH3、SO2、SO3及水蒸氣，用下列裝置檢驗(yàn)部分產(chǎn)物。

①檢驗(yàn)氣態(tài)產(chǎn)物中的SO2和SO3時(shí)，裝置連接順序依次為__（氣流從左至右）；C中盛放的試劑為__。

②裝置A的作用是__。

③檢驗(yàn)充分分解并冷卻后的瓷舟中鐵的氧化物中是否含有二價(jià)鐵，需用到的試劑為__。

Answer 1

【答案】除去油污 防止Fe2+被氧化 保持溶液的體積，防止硫酸亞鐵析出，減少損失 計(jì)算加入硫酸銨晶體的質(zhì)量 鹽酸酸化的氯化鋇溶液 吸收尾氣SO2，避免污染環(huán)境 稀硫酸和鐵氰化鉀溶液或稀硫酸和酸性高錳酸鉀溶液

【解析】

（1）工業(yè)廢鐵粉中含有油脂，熱的Na2CO3溶液顯堿性可以洗滌油污；（2）根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品NH4Fe(SO4)2分析需要硫酸銨與硫酸亞鐵的比例關(guān)系；（3）①檢驗(yàn)氣態(tài)產(chǎn)物中的SO2和SO3時(shí)，要考慮檢驗(yàn)氣體的試劑及連接的順序問題；③檢驗(yàn)氧化物中是否含有二價(jià)鐵，先將氧化物溶解，再檢驗(yàn)。

（1）用熱的Na2CO3溶液洗滌工業(yè)廢鐵粉表面油脂,；再攪拌過程中Fe2+可能會被氧氣氧化為Fe3+，步驟Ⅱ中設(shè)計(jì)鐵粉過量，把Fe3+還原變?yōu)?/span>Fe2+；在加熱的過程中水會不斷減少，可能會造成硫酸亞鐵固體的析出，造成損失，所以不斷補(bǔ)充蒸餾水維持溶液體積；

答案：除去油污；防止Fe2+被氧化；保持溶液的體積，防止硫酸亞鐵析出，減少損失；

（2）步驟Ⅲ中稱量反應(yīng)后剩余鐵粉的質(zhì)量,計(jì)算出生成硫酸亞鐵的物質(zhì)的量,根據(jù)硫酸亞鐵和硫酸銨反應(yīng)生成NH4Fe(SO4)2；

答案：計(jì)算加入硫酸銨晶體的質(zhì)量。

（3）①檢驗(yàn)氣態(tài)產(chǎn)物中的SO2和SO3時(shí)，A中的NaOH溶液適用于吸收尾氣SO2，B中的品紅溶液適用于檢驗(yàn)SO2，明顯僅剩C裝置用于檢驗(yàn)SO3，但不能影響二氧化硫，那么用鹽酸酸化的氯化鋇溶液來檢驗(yàn)SO3比較合理，同時(shí)避免二氧化硫溶解，由于考慮SO3會溶于水中，所以先檢驗(yàn)SO2，再檢驗(yàn)SO3，最后進(jìn)行尾氣吸收，綜合考慮連接順序?yàn)?/span>；

②裝置A的作用是吸收尾氣SO2，避免污染環(huán)境；

③檢驗(yàn)充分分解并冷卻后的瓷舟中鐵的氧化物中是否含有二價(jià)鐵，先將氧化物溶解，用硫酸溶解，再滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀或滴加酸性高錳酸鉀溶液，紫紅色褪去，證明有二價(jià)鐵；

答案：；鹽酸酸化的氯化鋇溶液；處理尾氣，避免污染環(huán)境；稀硫酸和鐵氰化鉀溶液或稀硫酸和酸性高錳酸鉀溶液。