Question

15．硫酸亞鐵銨晶體[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]是一種穩(wěn)定的還原劑，其制備流程如圖1：

（1）硫酸濃度過大，反應(yīng)過快同時會使FeSO₄溶液中混有Fe³⁺（填離子符號）．
（2）鐵粉中混有少量P、S等元素，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體有刺激性氣味，實驗中應(yīng)采取的措施在通風(fēng)櫥里進行．
（3）鐵粉未完全反應(yīng)，就得趁熱過濾，圖2中合適的過濾裝置是B．
幾種物質(zhì)的溶解度（g/100gH₂O）

物質(zhì)	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	70℃
FeSO4•7H2O	28.8	40.0	48.0	60.0	73.3	-	-
（NH4）2SO4	70.6	73	75.4	78.0	81	84.5	94.9
（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O	14.5	18.1	21.2	24.5	27.9	31.3	38.5

（4）利用FeSO₄與（NH₄）₂SO₄制備（NH₄）2Fe（SO₄）₂•6H₂O的原理是由于（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O溶解度較小，發(fā)生FeSO₄+（NH₄）₂SO₄+6H₂O=（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，析出晶體（用化學(xué)方程式及必要的文字說明）．
（5）將（NH₄）₂SO₄晶體加入到FeSO₄濾液中，加熱攪拌至全部溶解，再蒸發(fā)濃縮至溶液表面有晶膜出現(xiàn)時，靜置冷卻結(jié)晶，抽濾，用少量乙醇洗滌晶體2～3次，將晶體放在表面皿上晾干，最終得到的產(chǎn)品質(zhì)量為19.6g，本次實驗產(chǎn)率為77.8%（本次實驗使用4.0g鐵粉，剩余0.4g未反應(yīng)）．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸具有強氧化性；
（2）有刺激性氣味有毒的氣體要在通風(fēng)櫥里進行；
（3）考慮B裝置能保持溫度；
（4）根據(jù)表中物質(zhì)的溶解度可知（NH₄）₂Fe（SO₄） ₂•6H₂O溶解度較小析出；
（5）將（NH₄）₂SO₄晶體加入到FeSO₄濾液中，加熱攪拌至全部溶解，再蒸發(fā)濃縮至溶液表面有晶膜出現(xiàn)時，靜置冷卻結(jié)晶，抽濾，用少量乙醇洗滌晶體2～3次，將晶體放在表面皿上晾干可得產(chǎn)品；根據(jù)鐵元素守恒，由參與反應(yīng)的鐵粉計算產(chǎn)品的理論產(chǎn)量，再計算產(chǎn)率．

解答 解：（1）濃硫酸具有強氧化性，能將鐵氧化到高價態(tài)的Fe³⁺；
故答案為：Fe³⁺；
（2）鐵粉中混有少量P、S等元素，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體有刺激性氣味，應(yīng)在通風(fēng)櫥里進行；
故答案為：在通風(fēng)櫥里進行；
（3）鐵粉未完全反應(yīng)，就得趁熱過濾，B裝置能保證實驗的溫度，可使鐵粉反應(yīng)較為充分一些；
故答案為：B；
（4）從圖中幾種物質(zhì)的溶解度可知：由于（NH₄）₂Fe（SO₄） ₂•6H₂O溶解度較小，發(fā)生FeSO₄+（NH₄）₂SO₄+6H₂O=（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，析出晶體；
故答案為：由于（NH₄）₂Fe（SO₄） ₂•6H₂O溶解度較小，發(fā)生FeSO₄+（NH₄）₂SO₄+6H₂O=（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，析出晶體；
（5）將（NH₄）₂SO₄晶體加入到FeSO₄濾液中，加熱攪拌至全部溶解，再蒸發(fā)濃縮至溶液表面有晶膜出現(xiàn)時，靜置冷卻結(jié)晶，抽濾，用少量乙醇洗滌晶體2～3次，將晶體放在表面皿上晾干可得產(chǎn)品；
由鐵元素守恒，本次實驗使用4.0g鐵粉，剩余0.4g未反應(yīng)，則有：
Fe～（NH₄）₂Fe（SO₄） ₂•6H₂O
56                            392
4.0g-0.4g                  m
產(chǎn)品的理論產(chǎn)量為m=$\frac{392×3.6g}{56}$=25.2g，則本次實驗產(chǎn)率為$\frac{19.6g}{25.2g}×100%$≈77.8%；
故答案為：蒸發(fā)濃縮；乙醇；77.8%．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備，涉及物質(zhì)的 性質(zhì)，實驗操作，計算等知識點，為高考常見題型，注意對基礎(chǔ)知識和常見物質(zhì)性質(zhì)的掌握，對題目信息的提取，題目難度中等．