硫酸亞鐵銨晶體[(NH
4)
2Fe(SO
4)
2?6H
2O]是一種重要的工業(yè)原料,易溶于水,不溶于乙醇。將硫酸亞鐵溶液與硫酸銨溶液混合很容易制得硫酸亞鐵銨晶體。某班級分小組擬在實驗室制備硫酸亞鐵銨晶體。
已知:a.FeSO
4在空氣中容易被氧化為Fe
2(SO
4)
3;
b.含F(xiàn)e
3+的溶液中滴加硫氰化鉀(KSCN)溶液,溶液會呈現(xiàn)血紅色;含F(xiàn)e
2+的溶液中滴加硫氰化鉀溶液,無明顯現(xiàn)象。
c.相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖。
Ⅰ.甲小組設(shè)計了如圖流程制備硫酸亞鐵銨晶體:
(1)“酸溶”反應(yīng)的化學(xué)方程式是
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
。
(2)“操作甲”應(yīng)進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、趁熱過濾,此時“趁熱過濾”適宜的溫度約為
60℃
60℃
。
(3)使用乙醇進行“洗滌”的優(yōu)點有:①
不溶解硫酸亞鐵銨
不溶解硫酸亞鐵銨
;②乙醇揮發(fā)性好,便于晾干。
Ⅱ.乙小組研究了相關(guān)資料后,設(shè)計如圖實驗裝置制備少量硫酸亞鐵銨晶體,實驗步驟為:
①按照圖示搭好實驗裝置,檢查裝置氣密性良好;
②先向B中加入一定量(NH
4)
2SO
4飽和溶液,再向A的試管中加入一定量鐵粉,再迅速加入足量稀硫酸,塞好塞子,打開止水夾,B中溶液下的導(dǎo)管口有持續(xù)的氣泡冒出;
③一段時間后,關(guān)閉止水夾,A中的淺綠色溶液經(jīng)由導(dǎo)管進入B中,B中出現(xiàn)淺藍綠色的硫酸亞鐵銨晶體。
(4)步驟②,將產(chǎn)生的氫氣向B中持續(xù)通入一段時間,其目的是
排出內(nèi)部殘留的空氣,防止亞鐵離子被氧化
排出內(nèi)部殘留的空氣,防止亞鐵離子被氧化
。
(5)步驟③中,關(guān)閉止水夾后,A中的淺綠色溶液能夠進入B中的原因是
A中生成氣體,內(nèi)部壓強增大,將A中液體壓入B中
A中生成氣體,內(nèi)部壓強增大,將A中液體壓入B中
。
Ⅲ.丙小組對硫酸亞鐵銨晶體進行組成檢驗
(6)為驗證所得產(chǎn)品中可能含有Fe
3+,于是分別取甲、乙兩小組所得晶體少許,加蒸餾水溶解后,
加入硫氰化鉀溶液,溶液變紅
加入硫氰化鉀溶液,溶液變紅
,證明甲小組所得硫酸亞鐵銨晶體含F(xiàn)e
3+;而乙小組的晶體溶液中沒有明顯現(xiàn)象。
(7)取乙小組所得晶體少許,加蒸餾水溶解后,分為兩份。
①取其中一份,
加入試管,再向其中氫氧化鈉溶液后進行加熱,有氣泡產(chǎn)生,將濕潤紫色石蕊試紙置于試管口,試紙變藍
加入試管,再向其中氫氧化鈉溶液后進行加熱,有氣泡產(chǎn)生,將濕潤紫色石蕊試紙置于試管口,試紙變藍
,則證明晶體中含有NH
4+;
②取另一份,加入少量稀鹽酸,無現(xiàn)象,再滴加BaCl
2溶液,有白色沉淀生成,則可證明晶體中含有SO
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