Question

硫酸亞鐵銨的化學(xué)式為（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O，是淺綠色晶體，商品名為莫爾鹽，易溶于水，不溶于乙醇．

溫度/℃ 溶解度/g 鹽	0	10	20	30	40	50	60
（NH4）2SO4	70.6	73.0	75.4	78.0	81.0	-	88.0
FeSO4?7H2O	15.7	20.5	26.5	32.9	40.2	48.6	-
（NH4）SO4FeSO4?6H2O	12.5	17.2	21.6	28.1	33.0	40.0	-

完成下面的實(shí)驗(yàn)報(bào)告：
【實(shí)驗(yàn)原理】
【實(shí)驗(yàn)用品】
10%Na₂CO₃溶液、Fe屑、3mol/LH₂SO4、（NH₄）₂SO₄固體、蒸餾水、無(wú)水乙醇．錐形瓶、蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒、燒杯、鐵架臺(tái)、漏斗、托盤天平、量筒、濾紙．
【實(shí)驗(yàn)步驟】
（1）Fe屑的處理和稱量
稱取3g鐵屑，放入錐形瓶，用l0%Na₂CO₃溶液，除去Fe屑表面的油污，將剩余的堿液倒掉，用蒸餾水把Fe沖洗干凈，干燥后稱其質(zhì)量m₁g．
（2）FeSO₄的制備
將稱量好的Fe屑放人錐形瓶中，加入l5mL 3mol/LH₂SO₄，加熱10min后（有氫氣生成，用明火加熱注意安全）．

 

，并用少量熱水洗滌錐形瓶及濾紙，將濾液和洗滌液一起轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中．將濾紙上的固體干燥后稱得質(zhì)量為m₂g．
①a處的操作是

 

；
②制取FeSO₄時(shí)，加入的Fe為什么要過(guò)量？（用離子方程式表示）

 

（3）（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的制備
根據(jù)FeSO₄的物質(zhì)的量，計(jì)算并稱�。∟H₄）₂SO₄固體，并將其加入上面實(shí)驗(yàn)的蒸發(fā)皿中，緩緩加熱，濃縮至表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜為止．

 

，得到硫酸亞鐵銨的晶體．過(guò)濾后用無(wú)水乙醇洗滌晶體，除去其表面的水分，稱量得到的晶體質(zhì)量為m₃g．
①b處的操作是

 

；②制備莫爾鹽晶體時(shí)，為什么不能將溶液蒸發(fā)至干？

 

（4）產(chǎn)品檢驗(yàn)
微量Fe³⁺的分析．稱0.5g產(chǎn)品置于25mL比色管中，加水溶解后加1mL 25%的KSCN溶液，繼續(xù)加水至25mL刻度，搖勻，與教師所給標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量．寫出該過(guò)程所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

【實(shí)驗(yàn)記錄】

起始鐵的質(zhì)量m1/g	反應(yīng)后鐵的質(zhì)量m2/g	莫爾鹽的質(zhì)量		產(chǎn)率
		理論產(chǎn)量/g	實(shí)際產(chǎn)量m3/g
5.0	2.2	c	14.7	d

Answer 1

分析：（2）①溶液趁熱過(guò)濾防止溶液冷卻時(shí)，硫酸亞鐵因析出而損失；
②加入過(guò)量鐵粉防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺；
（3）①因硫酸亞鐵銨的溶解度較小，可采用：加熱濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾操作；
②莫爾鹽晶體含有結(jié)晶水，蒸干會(huì)使晶體分解；
（4）根據(jù)鐵元素守恒可知，（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的物質(zhì)的量等于參加反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為

m1-m2

56

mol，再利用m=nM計(jì)算分析所發(fā)生的反應(yīng)并書寫離子反應(yīng)方程式；

解答：解：（2）①a處的操作是趁熱過(guò)濾，溶液趁熱過(guò)濾防止溶液冷卻時(shí)，硫酸亞鐵因析出而損失；
故答案為：趁熱過(guò)濾；
②Fe²⁺易被氧化為Fe³⁺，氧化的Fe³⁺與Fe發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，減少產(chǎn)物中的Fe³⁺雜質(zhì)，
故答案為：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；
（3）①因硫酸亞鐵銨的溶解度較小，加入（NH₄）₂SO₄固體后，溶液表面出現(xiàn)晶膜時(shí)，停止加熱，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶方法，b處的操作是放置冷卻，
故答案為：放置冷卻；
②硫酸亞鐵銨晶體中的結(jié)晶水受熱容易失去，蒸干會(huì)使晶體分解，所以蒸發(fā)濃縮時(shí)加熱到溶液表面有晶膜出現(xiàn)時(shí)停止加熱，
故答案為：蒸干會(huì)使晶體分解；
（4）理論上（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的物質(zhì)的量為

m1-m2

56

mol，
所以理論上（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的質(zhì)量為：

m1-m2

56

mol×392g/mol=

5.0-2.2

56

mol×392g/mol=19.6g，
實(shí)際產(chǎn)量14.7g，所以有部分二價(jià)鐵離子被氧化成了三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)生成硫氰化鐵，向溶液中滴入KSCN溶液，溶液顯血紅色，
反應(yīng)為Fe ³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，
故答案為：Fe ³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了制備硫酸亞鐵銨晶體方法，注意合理分析題中信息、掌握物質(zhì)分離提純等有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作是解答的關(guān)鍵，本題難度中等．