Question

【題目】硫酸亞鐵在空氣中易被氧化，與硫酸銨反應(yīng)生成硫酸亞鐵銨[化學(xué)式為FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]后就不易被氧化。模擬工業(yè)制備硫酸亞鐵銨晶體的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）儀器a的名稱是______________________。

（2）鐵屑中常含有Fe2O3、FeS等雜質(zhì)，則裝置C的作用是___________，裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式可能是___________(填序號(hào))。

A .Fe+2H+=Fe2++H2↑

B. Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

C.2Fe3++S2－=2Fe2++S↓

D.2Fe3++Fe=2Fe2+

（3）按上圖連接好裝置，經(jīng)檢驗(yàn)氣密性良好后加入相應(yīng)的藥品，打開(kāi)K1、K2，關(guān)閉K3，裝置B中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是___________。反應(yīng)一段時(shí)間后，打開(kāi)K3，關(guān)閉K1和K2。裝置B中的溶液會(huì)流入裝置A，其原因是______________________。

（4）按上圖所示裝置制備硫酸亞鐵銨晶體的安全隱患是______________________。

（5）根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的溶解度判斷，從裝置A中分離出硫酸亞鐵銨晶體，需采用的操作有___________、___________、洗滌、干燥。

三種鹽的溶解度(單位為g/100gH2O)

Answer 1

【答案】分液漏斗 除去H2S等雜質(zhì)氣體 ABD 排出裝置中的空氣，防止Fe2＋被O2氧化 裝置B中產(chǎn)生的H2不能排出，導(dǎo)致裝置B中氣體壓強(qiáng)變大 產(chǎn)生的H2直接排入空氣，若達(dá)到爆炸極限，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸 降溫結(jié)晶 過(guò)濾

【解析】

（1）根據(jù)儀器的構(gòu)造特點(diǎn)分析儀器a的名稱；

（2）鐵屑中常含有Fe2O3、FeS等雜質(zhì)，氫氧化鈉溶液能吸收含雜質(zhì)的鐵屑與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的硫化氫氣體，防止污染空氣；

鐵屑中含有鐵銹（Fe2O3）、FeS等，都與硫酸發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的產(chǎn)物Fe3+與Fe也可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)；

（3）亞鐵離子能被空氣中的氧氣氧化；

（4）按上圖所示裝置制備硫酸亞鐵銨晶體的安全隱患是產(chǎn)生的H2直接排入空氣，若達(dá)到爆炸極限，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸；

（5）在溶液中溶解度小的物質(zhì)先析出；從裝置A中分離出硫酸亞鐵銨晶體，需采用的操作有降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。

(1) 根據(jù)儀器的構(gòu)造特點(diǎn)可知，儀器a的名稱是分液漏斗；

因此，本題正確答案是：分液漏斗；
(2) 鐵屑中常含有Fe2O3、FeS等雜質(zhì)，則裝置C的作用是氫氧化鈉溶液能吸收含雜質(zhì)的鐵屑與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的硫化氫氣體，防止污染空氣；

鐵屑中含有鐵銹（Fe2O3）、FeS等，都與硫酸發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的產(chǎn)物Fe3+與Fe也可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以ABD選項(xiàng)是正確的；

因此，本題正確答案是：除去H2S等雜質(zhì)氣體；ABD；
(3)亞鐵離子能被空氣中的氧氣氧化，所以要通入氫氣，排除空氣，防止亞鐵離子被氧氣氧化；反應(yīng)一段時(shí)間后，打開(kāi)K3，關(guān)閉K1和K2。裝置B中產(chǎn)生的H2不能排出，導(dǎo)致裝置B中氣體壓強(qiáng)變大，裝置B中的溶液會(huì)流入裝置A；

因此，本題正確答案是：排出裝置中的空氣，防止Fe2＋被O2氧化；裝置B中產(chǎn)生的H2不能排出，導(dǎo)致裝置B中氣體壓強(qiáng)變大；

（4）按上圖所示裝置制備硫酸亞鐵銨晶體的安全隱患是產(chǎn)生的H2直接排入空氣，若達(dá)到爆炸極限，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸；

因此，本題正確答案是：產(chǎn)生的H2直接排入空氣，若達(dá)到爆炸極限，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸；
（5）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以知道,硫酸亞鐵、硫酸銨、硫酸亞鐵銨三種物質(zhì)中，硫酸亞鐵銨的溶解度最小，所以硫酸亞鐵銨在溶液中先析出，從溶液中析出的硫酸亞鐵銨晶體表面有硫酸、水等雜質(zhì)，需要除雜、干燥，所以從裝置A中分離出硫酸亞鐵銨晶體，需采用的操作有降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。

因此，本題正確答案是：降溫結(jié)晶；過(guò)濾。