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(chǎng)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______（填字母）；反應(yīng)的離子方程式___________。

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4 d．K2Cr2O7

（3）操作甲名稱(chēng)分別是：甲______________，乙為常溫晾干。

（4）上述流程中，氧化之后和加熱蒸發(fā)之前，需取少量檢驗(yàn)Fe2+是否已全部被氧化，所加試劑為__（寫(xiě)化學(xué)式），能否用酸性的KMnO4溶液？_________填“能”或“否”)理由是：_______。（可用語(yǔ)言或方程式說(shuō)明）

（5）稱(chēng)取14.00 g樣品，將其溶于水配制成100 mL溶液，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】 增大溶液中SO濃度，將Ca2+轉(zhuǎn)化為沉淀（同時(shí)抑制Fe2+水解或抑制Fe2+、Fe3+水解） CaSO4 b H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O 冷卻結(jié)晶 K3[Fe(CN)6] 否 因?yàn)?/span>H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色 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)濾后加入B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)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，最后經(jīng)常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨，（1）硫酸亞鐵溶液加H2SO4酸化的主要目的是增大溶液中SO濃度，將Ca2+轉(zhuǎn)化為沉淀，同時(shí)抑制Fe2+水解或抑制Fe2+、Fe3+水解；濾渣A的主要成分是CaSO4；（2）減壓過(guò)濾后加入B氧化可生成硫酸鐵，為了不引入新的雜質(zhì)離子， NaClO、KMnO4、K2Cr2O7都不選，選擇H2O2，反應(yīng)生成水，不會(huì)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，答案選b；反應(yīng)的離子方程式為：H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O；（3）在80℃下反應(yīng)可生成硫酸鐵銨，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌，最后經(jīng)常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨，溫度不能過(guò)高，防止分解，故答案為冷卻結(jié)晶；（4）檢驗(yàn)Fe2+應(yīng)該使用黃色的鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液；Fe2+與鐵氰根離子反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀：3 Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓；不能用酸性的KMnO4溶液，因?yàn)檫^(guò)氧化氫和Fe2+均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色；（5）稱(chēng)取14.00g樣品，將其溶于水配置成100mL溶液，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2.14g沉淀，應(yīng)為Fe(OH)3，n（Fe(OH)3）==0.02mol，向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO3)2溶液，恰好完全反應(yīng)，則n(SO42-)=0.05mol，所以14.00g樣品中含有Fe2(SO4)3 0.02mol，n（SO42-）為0.1mol，則（NH4）2SO4為0.1mol-0.02mol×3=0.04mol，則m（H2O）=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g，n（H2O）==0.04mol，n（Fe2（SO4）3）：n（（NH4）2SO4）：n（H2O）=0.02：0.04：0.04=1：2：2，所以化學(xué)式為Fe2（SO4）32（NH4）2SO42H2O。