Question

【題目】綠礬(FeSO4·7H2O)、硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]是重要的化學(xué)化工試劑。工業(yè)上常利用機(jī)械加工行業(yè)產(chǎn)生的廢鐵屑為原料制備。
請回答下列問題：
（1）下圖所示裝置用于制備綠礬。其中錐形瓶中盛放的藥品或原料是 ， 集氣瓶的作用是；燒杯中主要發(fā)生：①CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4 ， ②4CuSO4＋PH3＋4H2O=H3PO4＋4H2SO4＋4Cu，則燒杯中盛放的試劑是 ， 其作用是。

（2）下圖所示裝置用于制備硫酸亞鐵銨。在0～60 ℃的溫度范圍內(nèi)，硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比硫酸銨、硫酸亞鐵的溶解度小，冷卻混合液至室溫便析出硫酸亞鐵銨。具體操作：①打開活塞 ， 關(guān)閉活塞 ， 從分液漏斗滴入6 mol·L－1H2SO4到250 mL錐形瓶，充分反應(yīng)。②待錐形瓶中的鐵屑快反應(yīng)完時(shí)，關(guān)閉活塞 ， 打開活塞。③放置一段時(shí)間，試劑瓶底部將結(jié)晶出硫酸亞鐵銨。

（3）在制備硫酸亞鐵的過程中，理論上控制鐵過量或酸過量均有利于防止Fe2＋被氧化。設(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一，控制酸過量；實(shí)驗(yàn)二，控制鐵過量；其余步驟相同，制得硫酸亞鐵銨，并對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果如下：

序號	反應(yīng)物用量	產(chǎn)品質(zhì)量
1	n(H2SO4)∶n(Fe)＞1∶1	介于Ⅰ級～Ⅱ級之間
2	n(H2SO4)∶n(Fe)＜1∶1	優(yōu)于Ⅰ級

已知產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：Fe3＋的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于0.005%，產(chǎn)品質(zhì)量定為Ⅰ級；Fe3＋的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于0.01%，產(chǎn)品質(zhì)量定為Ⅱ級，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，可得出制備硫酸亞鐵溶液時(shí)，反應(yīng)控制過量為最佳。

Answer 1

【答案】
（1）鐵屑、稀硫酸；作為安全瓶，防止燒杯中的溶液倒吸至錐形瓶中，污染產(chǎn)物；CuSO4溶液；吸收H2S、PH3等尾氣
（2）B、C；A；B、C；A
（3）鐵
【解析】(1)根據(jù)提示的化學(xué)方程式，可以推知尾氣中含有H2S、PH3等，燒杯里盛放硫酸銅溶液。(2)本題利用產(chǎn)生的氣體所造成的壓強(qiáng)的變化，將錐形瓶中產(chǎn)生的硫酸亞鐵溶液擠壓進(jìn)入硫酸銨溶液以制備硫酸亞鐵銨。考慮到亞鐵離子的強(qiáng)還原性，故需要保證反應(yīng)時(shí)處于一個(gè)還原性的保護(hù)氣氛下，鐵和硫酸反應(yīng)放出的氫氣恰可實(shí)現(xiàn)該目的。故開始時(shí)需要通過活塞的打開、關(guān)閉的選擇讓氫氣進(jìn)入盛硫酸銨溶液的試劑瓶，然后讓氫氣在錐形瓶中聚集，增大壓強(qiáng)，以將硫酸亞鐵溶液擠壓進(jìn)入硫酸銨溶液。(3)根據(jù)檢測結(jié)果，可以看出當(dāng)鐵過量時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于Ⅰ級，故反應(yīng)控制鐵過量為最佳。