Question

硫酸鐵銨[aFe₂（SO₄）₃?b（NH₄）₂SO₄?cH₂O]廣泛用于城鎮(zhèn)生活飲用水、工業(yè)循環(huán)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(shè)計(jì)了如下工藝流程制取硫酸鐵銨．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）操作甲、乙的名稱分別是：甲

 

，乙

 

．
（2）下列物質(zhì)中最適合的氧化劑B是

 

；使用過程中分多次添加適量的氧化劑原因是

 

a．NaClO        b．H₂O₂        c．KMnO₄        d．K₂Cr₂O₇
（3）上述流程中，用足量最適合的氧化劑B氧化之后和加熱蒸發(fā)之前，需取少量檢驗(yàn)Fe²⁺是否已全部被氧化，所加試劑為

 

（寫名稱）．能否用酸性的KMnO₄溶液？理由是：

 

．（可用文字或方程式說明）
（4）稱取14.00g所得樣品，將其溶于水配制成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；向另一份溶液中加入0.05mol Ba （NO₃）₂溶液，恰好完全反應(yīng)．則該硫酸鐵銨的化學(xué)式為

 

（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：原料中加入硫酸酸化，可生成硫酸鈣沉淀，減壓過濾后加入過氧化氫氧化可生成硫酸鐵，加入硫酸銨，在80℃下反應(yīng)可生成硫酸鐵銨，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，最后經(jīng)常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨，結(jié)合對(duì)應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求可解答該題．

解答： 解：原料中加入硫酸酸化，可生成硫酸鈣沉淀，減壓過濾后加入過氧化氫氧化可生成硫酸鐵，加入硫酸銨，在80℃下反應(yīng)可生成硫酸鐵銨，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，最后經(jīng)常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨，
（1）在80℃下反應(yīng)可生成硫酸鐵銨，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，最后經(jīng)常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨，溫度不能過高，防止分解，
故答案為：冷卻結(jié)晶；常溫晾曬；
（2）為避免引入新雜質(zhì)，應(yīng)加入過氧化氫為氧化劑，反應(yīng)的離子方程式為H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，使用過程中分多次添加適量的氧化劑原因是氧化更充分；
故答案為：b；氧化更充分；
（3）檢驗(yàn)二價(jià)鐵離子應(yīng)該使用黃色的鐵氰化鉀K₃〔Fe（CN）₆〕溶液；二價(jià)鐵離子與鐵氰根離子反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀：3Fe²⁺+2〔Fe（CN）₆〕^3-=Fe₃〔Fe（CN）₆〕₂↓；不能，因?yàn)檫^氧化氫和二價(jià)鐵離子均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
故答案為：鐵氰化鉀溶液；不能，因?yàn)檫^氧化氫和二價(jià)鐵離子均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
（4）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(yīng)為Fe（OH）₃，
n（Fe（OH）₃）=

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(yīng)，則n（SO₄^2-）=0.05mol，
所以14.00g樣品中含有Fe₂（SO₄）₃0.02mol，n（SO₄^2-）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×132g/mol=0.72g，
n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol，
n（Fe₂（SO₄）₃）：n（（NH₄）₂SO₄）：n（H₂O）=0.02：0.04：0.04=1：2：2，
所以化學(xué)式為Fe₂（SO₄）₃?2（NH₄）₂SO₄?2H₂O，
故答案為：Fe₂（SO₄）₃?2（NH₄）₂SO₄?2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查考查物質(zhì)的分離、提純制備，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)把握實(shí)驗(yàn)原理和方法，難度中等．