“廢物利用”既節(jié)約資源又保護(hù)環(huán)境。某研究小組利用廢鐵屑（含少量硫化物）來(lái)制備硫酸亞鐵銨[NH4）2Fe（SO4）2?xH2O]以及確定x值進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)探究。
查閱資料：
①硫酸亞鐵銨，俗稱(chēng)摩爾鹽，是一種重要的化工原料。易溶于水，不溶于酒精，在100-110℃時(shí)分解，110℃完全失去結(jié)晶水。溫度升高到500℃時(shí)，（NH4）2Fe（SO4）2會(huì)繼續(xù)分解。
②硫酸亞鐵，容易被氧氣緩慢氧化，鐵粉能防止溶液中的硫酸亞鐵被氧化，能與硫酸銨反應(yīng)生成硫酸亞鐵銨。
③鐵屑中硫化物與稀硫酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生酸性、有毒的硫化氫（H2S）氣體，須凈化處理。
Ⅰ.制備硫酸亞鐵銨晶體
小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1流程制備硫酸亞鐵銨晶體：
（1）步驟①中用熱堿性溶液浸泡廢鐵屑目的是除去鐵屑上面的油污，可以選擇的浸泡液是 aa。
a.碳酸鈉溶液
b.氯化鈉溶液
c.稀鹽酸
（2）步驟②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；實(shí)驗(yàn)中采用微熱措施的目的是 加快反應(yīng)速率加快反應(yīng)速率。
（3）步驟④的實(shí)驗(yàn)操作是 過(guò)濾過(guò)濾。
步驟②③實(shí)驗(yàn)裝置如圖2：
（4）B裝置中產(chǎn)生大量氫氣作用：一是可以將裝置及溶液中氧氣排走，防止硫酸亞鐵被氧化，具體操作是 打開(kāi)活塞b、c,關(guān)閉活塞a打開(kāi)活塞b、c,關(guān)閉活塞a；二是通過(guò)關(guān)閉活塞b、c,打開(kāi)a,將反應(yīng)后B中溶液壓入A中。
（5）C瓶中的作用是通過(guò)中和反應(yīng)吸收硫化氫，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 H2S+2NaOH=Na2S+2H2OH2S+2NaOH=Na2S+2H2O。
Ⅱ：測(cè)定（NH4）2Fe（SO4）2?xH2O中x的值
小組同學(xué)設(shè)計(jì)了圖3所示實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)定x的值：
?
實(shí)驗(yàn)步驟：
①連接好裝置，檢查裝置氣密性，在A中放入一定質(zhì)量的硫酸亞鐵銨。
②打開(kāi)彈簧夾，通入一段時(shí)間的N2后，稱(chēng)量B裝置質(zhì)量。
③關(guān)閉彈簧夾，將恒溫加熱器控制在110℃進(jìn)行加熱至晶體完全失水：（NH4）2Fe（SO4）2?xH2O═（NH4）2Fe（SO4）2+xH2O。
④打開(kāi)彈簧夾，繼續(xù)緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間N2，再次稱(chēng)量B裝置質(zhì)量，兩次稱(chēng)量質(zhì)量差為10.8g。
⑤稱(chēng)量A中反應(yīng)后固體質(zhì)量為28.4g。
……
根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖和實(shí)驗(yàn)步驟回答下列問(wèn)題。
（6）將加熱溫度控制在110℃的目的是 保證晶體完全失水，防止溫度過(guò)高，使硫酸亞鐵銨分解保證晶體完全失水，防止溫度過(guò)高，使硫酸亞鐵銨分解。
（7）計(jì)算x值為 66。
（8）下列說(shuō)法正確的是 abcabc。
a.步驟2中先稱(chēng)量，再通入一段時(shí)間的N2會(huì)導(dǎo)致x值偏大
b.步驟3中如果加熱時(shí)間不夠，會(huì)導(dǎo)致x值偏小
c.步驟4中緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間的N2目的是將裝置中殘留的水蒸氣被B裝置充分的吸收
d.C裝置作用是吸收空氣中二氧化碳，防止進(jìn)入B中
【答案】a；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；加快反應(yīng)速率；過(guò)濾；打開(kāi)活塞b、c，關(guān)閉活塞a；H2S+2NaOH=Na2S+2H2O；保證晶體完全失水，防止溫度過(guò)高，使硫酸亞鐵銨分解；6；abc
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/7/1 8:0:9組卷：87引用：1難度：0.3
相似題
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1．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)氣體制備、凈化、干燥、收集和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的部分儀器（組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，可重復(fù)選擇儀器），化學(xué)小組的同學(xué)欲利用其進(jìn)行下列化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
試回答下列問(wèn)題：
（1）若以石灰石和稀鹽酸為原料，在實(shí)驗(yàn)室中制備并收集干燥、純凈的二氧化碳?xì)怏w，按照要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，連接儀器。（提示：鹽酸中揮發(fā)出的少量HCl氣體可用飽和碳酸氫鈉溶液吸收）
①所選儀器的連接順序?yàn)?（從左到右填寫(xiě)儀器序號(hào)字母）。
②上述制二氧化碳的化學(xué)方程式為。
③用儀器F收集二氧化碳?xì)怏w時(shí)，檢驗(yàn)二氧化碳已收集滿(mǎn)的方法是：將燃著的木條放在集氣瓶（填“瓶口”“瓶?jī)?nèi)”之一），若木條火焰，則證明二氧化碳已收集滿(mǎn)。
（2）以過(guò)氧化氫溶液為原料（二氧化錳作催化劑）在實(shí)驗(yàn)室中制取氧氣，并對(duì)某種塑料試樣的組成進(jìn)行分析探究實(shí)驗(yàn)（資料顯示該塑料只含C、H兩種元素），所選儀器按“A→B1→E→B2→C→堿石灰干燥管”的順序連接（B1、B2為濃硫酸洗氣瓶），檢查裝置氣密性，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使Wg該塑料試樣碎屑在充足氧氣中充分燃燒，觀察現(xiàn)象，收集有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（假設(shè)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都充分反應(yīng)）
①在該裝置中，洗氣瓶C的作用是。
②Wg該塑料試樣充分燃燒后，測(cè)得儀器B2質(zhì)量增加ag,則該塑料試樣中含碳元素的質(zhì)量為g（結(jié)果用代數(shù)式表示）。發(fā)布：2024/12/24 11:30:2組卷：358引用：4難度：0.5 -
2．化學(xué)興趣小組的同學(xué)在探究堿溶液的化學(xué)性質(zhì)時(shí)對(duì)堿的有關(guān)化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行梳理和總結(jié)，并預(yù)測(cè)了陌生物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。請(qǐng)完成下列問(wèn)題。
（1）基于宏觀視角分析堿的化學(xué)性質(zhì)（如圖1）
①實(shí)驗(yàn)A中，推入NaOH溶液后，可觀察到的現(xiàn)象是。
②實(shí)驗(yàn)C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小組同學(xué)對(duì)B試管中上層清液的溶質(zhì)成分產(chǎn)生疑問(wèn)，作出猜想：
猜想一：只含有NaOH
猜想二：含有NaOH、Na2CO3
猜想三：含有NaOH、Ca（OH）2
同學(xué)取少量B試管中的清液分別置于甲、乙兩支試管中，進(jìn)行探究：
③通過(guò)A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，可以總結(jié)出堿的化學(xué)性質(zhì)有實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 在試管甲中滴加碳酸鈉溶液 不產(chǎn)生白色沉淀 猜想三錯(cuò)誤 在試管乙中緩慢滴加足量稀鹽酸 猜想二正確 （寫(xiě)一點(diǎn)即可）。
（2）基于微觀視角分析堿的共性（如圖2）
燒杯A和燒杯B中分別盛有氫氧化鈉溶液和氫氧化鋇溶液，向燒杯A和燒杯B中分別加入硝酸鐵溶液，出現(xiàn)的相同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是，從微觀角度分析現(xiàn)象相同的原因是。
（3）基于微觀視角分析堿的差異性
向燒杯B中滴加硫酸鉀溶液，反應(yīng)的微觀示意圖如上圖所示，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為，而向燒杯A中滴加硫酸鉀溶液與燒杯B中現(xiàn)象不同，從微觀角度分析原因是。
【總結(jié)】通過(guò)以上分析，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科大概念“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”。
（4）基于“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”預(yù)測(cè)陌生物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
燒杯C中盛有某溶液，請(qǐng)根據(jù)所含的微粒，預(yù)測(cè)該溶液能與下列試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的有（填字母序號(hào)）。
A.氯化鉀溶液
B.銅片
C.硝酸鈉溶液
D.稀鹽酸溶液發(fā)布：2024/12/24 11:30:2組卷：45引用：2難度：0.6 -
3．同學(xué)們對(duì)鐵及其化合物的問(wèn)題進(jìn)行探究。
探究一：鐵的應(yīng)用
（1）《天工開(kāi)物》中記載：取鹽井水“入于釜中煎煉頃刻結(jié)鹽”。煎煉時(shí)利用鐵釜的性。生活中，鐵粉常用作脫氧劑，原理是。
探究二：FeOOH（羥基氧化鐵）在化工、建筑、醫(yī)藥等方面有著廣泛應(yīng)用。
（2）火星探測(cè)器發(fā)回的信息表明，火星上存在FeOOH，從而證明火星表面曾經(jīng)存在過(guò)水，其理由為。
（3）活性FeOOH可除去石油開(kāi)采過(guò)程中的有害氣體H2S，并獲得S，原理如下。
FeOOHFe2S3?H2OH2S過(guò)程1FeOOH+S空氣過(guò)程2
與氫氧化鈉溶液吸收H2S氣體相比，F(xiàn)eOOH除去硫化氫的優(yōu)點(diǎn)為，過(guò)程2中化合價(jià)發(fā)生變化的元素為。
探究三：碳酸亞鐵應(yīng)用非常廣泛，可以做補(bǔ)血?jiǎng)⒆枞紕?、催化劑，還可用于皮革生產(chǎn)。
（4）碳酸亞鐵在空氣中受熱發(fā)生的反應(yīng)為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，它可以做阻燃劑的原因?yàn)?△、。
（5）FeCO3的制備
某興趣小組同學(xué)利用如圖裝置，通過(guò)FeSO4與NH4HCO3反應(yīng)制取FeCO3。
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a.檢查裝置氣密性，添加藥品，并將導(dǎo)管末端插入C中水面以下；
b.裝置A中打開(kāi)K1、K3，關(guān)閉K2制取硫酸亞鐵，并將整個(gè)裝置內(nèi)的空氣排盡；
c.操作開(kāi)關(guān)，將A中溶液導(dǎo)入B中產(chǎn)生FeCO3沉淀；
d.將B中混合物分離提純，獲得純凈的碳酸亞鐵產(chǎn)品。
步驟c中應(yīng)打開(kāi)開(kāi)關(guān)（選填“K1”“K2”或“K3”），并關(guān)閉其他開(kāi)關(guān)，反應(yīng)過(guò)程中控制B裝置溫度在50℃左右，原因?yàn)?。
（6）FeCO3的含量測(cè)定
興趣小組同學(xué)為確定某樣品中FeCO3的含量，稱(chēng)取20.0g固體做如圖所示的實(shí)驗(yàn)。
（其它雜質(zhì)與稀硫酸不產(chǎn)生氣體；堿石灰是CaO和NaOH的混合物）
①反應(yīng)結(jié)束后，緩緩?fù)ㄒ欢螘r(shí)間N2的目的為。
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得裝置F增重0.88g,則20.0g固體中FeCO3的質(zhì)量為？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）
③如果去掉裝置G，會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。發(fā)布：2024/12/24 10:30:2組卷：184引用：4難度：0.5
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