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）硫酸亞鐵溶液加H2SO4酸化的主要目的是_________________，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】（1）增大溶液中SO42－濃度，將Ca2+轉化為沉淀； CaSO4

（2）b（1分）；H2O2+2 Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O（2分）

（3）冷卻結晶 常溫晾干

（4）不能， 因為H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色

（5）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）Fe2(SO4) 3·2(NH4) 2SO4·2H2O（2分）

【解析】

試題分析：分析題給流程和信息知硫酸亞鐵（含少量硝酸鈣）溶液中加入硫酸酸化，可生成硫酸鈣沉淀，減壓過濾，加入過氧化氫將硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵，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CaSO4沉淀，同時抑制Fe2+水解。

（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，選b；反應的離子方程式為

H2O2+2 Fe2++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。

（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，所加試劑不能用酸性的KMnO4溶液，理由是H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色。

（5）檢驗硫酸鐵銨中NH4+的方法是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，應為氫氧化鐵，物質的量為2.14g÷107g/mol=0.02mol，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，所以14.00g樣品中含有Fe2（SO4）3的物質的量為0.02mol，n（SO42-）為0.1mol，則（NH4）2SO4為0.1mol-0.02mol×3=0.04mol，則m（H2O） = 14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol × 132 g/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) 3·2(NH4) 2SO4·2H2O 。