Question

【題目】硫酸鐵銨aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O]廣泛用于城鎮生活飲用水、工業循環水的凈化處理等。某化工廠以硫酸亞鐵（含少量硝酸鈣）和硫酸銨為原料，設計了如下工藝流程制取硫酸鐵銨。

請回答下列問題：

（1）濾渣A的主要成分是__________________。

（2）下列物質中最適合的氧化劑B是________；反應的離子方程式__________________。

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4 d．K2Cr2O7

（3）操作甲、乙的名稱分別是：甲______________，乙___________________。

（4）上述流程中，氧化之后和加熱蒸發之前，需取少量溶液檢驗Fe2+是否已全部被氧化，所加試劑能否用酸性的KMnO4溶液？____(填“能”或“不能”)理由是： ________________________。（可用語言或方程式說明）

（5）檢驗硫酸鐵銨中NH4+的方法是________________________________________。

（6）稱取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。則該硫酸鐵銨的化學式為______________________。

Answer 1

【答案】CaSO4bH2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O冷卻結晶常溫晾干不能因為H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色在試管中加入少量樣品和NaOH固體加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，看到試紙變成藍色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，減壓過濾后加入氧化劑可將硫酸亞鐵氧化生成硫酸鐵，加入硫酸銨，在80℃下反應可生成硫酸鐵銨，經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌，最后經常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨。

(1)加入硫酸，可增大溶液中SO42-濃度，將Ca2+轉化為沉淀，生成CaSO4，同時抑制Fe2+水解，故答案為：CaSO4；

(2)為避免引入新雜質，應加入過氧化氫為氧化劑，還原產物是水，反應的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故答案為：b；H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；

(3)在80℃下反應可生成硫酸鐵銨，經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌，最后經常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨，溫度不能過高，防止分解，故答案為：冷卻結晶；常溫晾曬；

(4)酸性高錳酸鉀溶液氧化性很強，H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色，應加入K3[Fe(CN)6]溶液，如生成藍色沉淀，可說明含有亞鐵離子，故答案為：不能；因為H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色；

(5)檢驗NH4+的方法是加入強堿反應、加熱能夠產生使濕潤的紅色石蕊試液變藍的氣體，該氣體是氨氣，從而證明原溶液中一定含有NH4+，故答案為：在試管中加入少量樣品和NaOH固體加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，看到試紙變成藍色；

(6)稱取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，過濾洗滌得到2.14g沉淀，應為Fe(OH)3，n(Fe(OH)3)==0.02mol，所以14.00g樣品中含有Fe2(SO4)30.02mol，向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO3)2溶液，恰好完全反應，則n(SO42-)=0.05mol，則n(SO42-)總量為0.1mol，因此(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，所以化學式為Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O，故答案為：Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O。