Question

硫酸亞鐵銨的化學式為（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	-

完成下面的實驗報告：
【實驗原理】
【實驗用品】
10%Na₂CO₃溶液、Fe屑、3mol/LH₂SO4、（NH₄）₂SO₄固體、蒸餾水、無水乙醇．錐形瓶、蒸發皿、酒精燈、玻璃棒、燒杯、鐵架臺、漏斗、托盤天平、量筒、濾紙．
【實驗步驟】
（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移至蒸發皿中．將濾紙上的固體干燥后稱得質量為m₂g．
①a處的操作是

 

；
②制取FeSO₄時，加入的Fe為什么要過量？（用離子方程式表示）

 

（3）（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的制備
根據FeSO₄的物質的量，計算并稱取（NH₄）₂SO₄固體，并將其加入上面實驗的蒸發皿中，緩緩加熱，濃縮至表面出現結晶薄膜為止．

 

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

 

；②制備莫爾鹽晶體時，為什么不能將溶液蒸發至干？

 

（4）產品檢驗
微量Fe³⁺的分析．稱0.5g產品置于25mL比色管中，加水溶解后加1mL 25%的KSCN溶液，繼續加水至25mL刻度，搖勻，與教師所給標準對比，評價產品質量．寫出該過程所發生反應的離子方程式：

 

【實驗記錄】

起始鐵的質量m1/g	反應后鐵的質量m2/g	莫爾鹽的質量		產率
		理論產量/g	實際產量m3/g
5.0	2.2	c	14.7	d

Answer 1

分析：（2）①溶液趁熱過濾防止溶液冷卻時，硫酸亞鐵因析出而損失；
②加入過量鐵粉防止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、降溫結晶、過濾操作；
②莫爾鹽晶體含有結晶水，蒸干會使晶體分解；
（4）根據鐵元素守恒可知，（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的物質的量等于參加反應的鐵的物質的量為

m1-m2

56

mol，再利用m=nM計算分析所發生的反應并書寫離子反應方程式；

解答：解：（2）①a處的操作是趁熱過濾，溶液趁熱過濾防止溶液冷卻時，硫酸亞鐵因析出而損失；
故答案為：趁熱過濾；
②Fe²⁺易被氧化為Fe³⁺，氧化的Fe³⁺與Fe發生反應Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，減少產物中的Fe³⁺雜質，
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，溶液表面出現晶膜時，停止加熱，采取蒸發濃縮、冷卻結晶方法，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晶水受熱容易失去，蒸干會使晶體分解，所以蒸發濃縮時加熱到溶液表面有晶膜出現時停止加熱，
故答案為：蒸干會使晶體分解；
（4）理論上（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的物質的量為

m1-m2

56

mol，
所以理論上（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的質量為：

m1-m2

56

mol×392g/mol=

5.0-2.2

56

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

點評：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、掌握物質分離提純等有關實驗操作是解答的關鍵，本題難度中等．