Question

硫酸亞鐵銨的化學(xué)式為(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O，又名莫爾鹽，是分析化學(xué)中常見(jiàn)的還原劑。某化學(xué)研究小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)來(lái)制備莫爾鹽并測(cè)定硫酸亞鐵銨的純度。

步驟一：鐵屑的處理與稱(chēng)量。在盛有適量鐵屑的錐形瓶中加入Na₂CO₃溶液，加熱、過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)量，質(zhì)量記為m₁。

步驟二：FeSO₄的制備。將上述鐵屑加入到一定量的稀硫酸中，充分反應(yīng)后過(guò)濾并用少量熱水洗滌錐形瓶和濾紙。濾液及洗滌液完全轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中。濾渣干燥后稱(chēng)重，質(zhì)量記為m₂。

步驟三：硫酸亞鐵銨的制備。準(zhǔn)確稱(chēng)取所需質(zhì)量的(NH₄)₂SO₄加入“步驟二”中的蒸發(fā)皿中，緩緩加熱一段時(shí)間后停止，冷卻，待硫酸亞鐵銨結(jié)晶后過(guò)濾。晶體用無(wú)水乙醇洗滌并自然干燥，稱(chēng)量所得晶體質(zhì)量。

步驟四：用比色法測(cè)定硫酸亞鐵銨的純度。

回答下列問(wèn)題：

(1)步驟三中稱(chēng)取的(NH₄)₂SO₄質(zhì)量為_(kāi)_______。

(2)①鐵屑用Na₂CO₃溶液處理的目的是_______________________________。

制備FeSO₄溶液時(shí)，用右圖裝置趁熱過(guò)濾，原因是

_______________________________________________________________。

②將(NH₄)₂SO₄與FeSO₄混合后加熱、濃縮，停止加熱的時(shí)機(jī)是

________________________________________________________________________。

③比色法測(cè)定硫酸亞鐵銨純度的實(shí)驗(yàn)步驟為：Fe^3＋標(biāo)準(zhǔn)色階的配制、待測(cè)硫酸亞鐵銨溶液的配制、比色測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)色階和待測(cè)液配制時(shí)除均需加入少量稀鹽酸外，還應(yīng)注意的問(wèn)題是________________________________________________________________________。

④該實(shí)驗(yàn)最終通過(guò)____________________確定硫酸亞鐵銨產(chǎn)品等級(jí)。

 

Answer 1

【答案】

(1)×132　(2)①除去鐵屑表面的油污　加快過(guò)濾速率，防止FeSO₄被氧化；趁熱過(guò)濾防止FeSO₄從溶液中析出　②濃縮至液體表面出現(xiàn)潔凈薄膜

③標(biāo)準(zhǔn)色階和待測(cè)液的濃度相當(dāng)�、軐⒋郎y(cè)液與標(biāo)準(zhǔn)色階的紅色進(jìn)行比色

【解析】

試題分析：(1)根據(jù)反應(yīng)掉的鐵的質(zhì)量m(Fe)＝m₁－m₂。進(jìn)而可計(jì)算得生成FeSO₄的物質(zhì)的量。確定(NH₄)₂SO₄質(zhì)量的方法：Fe～FeSO₄～(NH₄)₂SO₄，步驟三中稱(chēng)取的(NH₄)₂SO₄質(zhì)量為×132。

(2)①Na₂CO₃溶液是一種堿性溶液，根據(jù)對(duì)原料除雜要求，不難推出該過(guò)程是除去原料上的油污。至于加熱原因，根據(jù)鹽類(lèi)水解知識(shí)可知，升高溫度，促進(jìn)了Na₂CO₃的水解，溶液堿性增強(qiáng)，去油污能力增強(qiáng)。

②濃縮結(jié)晶莫爾鹽時(shí)要用小火加熱，加熱濃縮初期可輕微攪拌，但注意觀察晶膜，若有晶膜出現(xiàn)，則停止加熱，防止莫爾鹽失水。更不能蒸發(fā)至干，蒸干時(shí)溶液中的雜質(zhì)離子會(huì)被帶入晶體中，晶體可能會(huì)受熱分解或被氧化。

③待測(cè)液的配制應(yīng)保證其處于標(biāo)準(zhǔn)溶液(色階)的濃度范圍之內(nèi)。

④該實(shí)驗(yàn)最終通過(guò)將待測(cè)液與標(biāo)準(zhǔn)色階的紅色進(jìn)行比較確定硫酸亞鐵銨產(chǎn)品等級(jí)。

考點(diǎn)：考查莫爾鹽制備、實(shí)驗(yàn)操作以及有關(guān)計(jì)算

點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作能力。該類(lèi)試題主要是以常見(jiàn)儀器的選用、實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，通過(guò)是什么、為什么和怎樣做重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。該類(lèi)試題綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類(lèi)比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論。