Question

（12分）硫酸亞鐵銨[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]為淺綠色晶體，實驗室中常以廢鐵屑為原料來制備，其步驟如下：

步驟1  將廢鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污，分離出液體，用水洗凈鐵屑。

步驟2  向處理過的鐵屑中加入過量的3mol·L^－1 H₂SO₄溶液，在60℃左右使其反應到不再產生氣體，趁熱過濾，得FeSO₄溶液。

步驟3  向所得FeSO₄溶液中加入飽和(NH₄)₂SO₄溶液，經過“一系列操作”后得到硫酸亞鐵銨晶體。

請回答下列問題：

（1）在步驟1的操作中，下列儀器中不必用到的有__________（填儀器編號）

①鐵架臺  ②燃燒匙  ③錐形瓶  ④廣口瓶  ⑤研缽  ⑥玻璃棒  ⑦酒精燈

（2）在步驟2中趁熱過濾，其原因是________________________________；

（3）在步驟3制的的硫酸亞鐵銨晶體常含有Fe³⁺雜質。檢驗Fe³⁺的試劑可以用K₄〔Fe(CN)₆〕生成普魯士藍沉淀，有關的離子方程式是_________________________ _____。

（4）制得的晶體經過過濾后用無水乙醇洗滌而不用蒸餾水，理由是__________________；（任說兩點）

（5）在25℃時，相同物質的量濃度的(NH₄)₂CO₃、(NH₄)₂SO₄、硫酸亞鐵銨三種鹽溶液a、b、c，其銨根離子濃度由小到大的排列順序為_______________（用a、b、c回答）

 

Answer 1

【答案】

（1）②④⑤； （2）防止溶液冷卻時，硫酸亞鐵因析出而損失。

（3）K⁺＋Fe³⁺＋[Fe(CN)₆]^4－=KFe[Fe(CN)₆]↓

（4）①硫酸亞鐵銨晶體在乙醇中的溶解度小，可減小晶體在洗滌時應溶解而損失；②酒精易揮發，不會附著在晶體表面。（或：減少蒸餾水中的溶解氧對晶體的氧化）

（5）a<b<c

【解析】（1）步驟I是除去油污，由于需要加熱，所以②④⑤是不需要的。

（2）由于硫酸亞鐵的溶解度隨溫度的降低而降低，所以趁熱過濾的目的是防止溶液冷卻時，硫酸亞鐵因析出而損失。

（3）根據反應物和生成物可以得出方程式為K⁺＋Fe³⁺＋[Fe(CN)₆]^4－=KFe[Fe(CN)₆]↓。

（4）由于硫酸亞鐵銨晶體在乙醇中的溶解度小，可減小晶體在洗滌時應溶解而損失；其次酒精易揮發，不會附著在晶體表面。

（5）NH₄^＋水解顯酸性，CO₃^2－水解顯堿性，二者相互促進。Fe^2＋水解顯酸性，和NH₄^＋水解相互抑制，所以銨根離子濃度由小到大的排列順序為a<b<c。