Question

莫爾鹽【硫酸亞鐵銨（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O】是一種重要化學(xué)試劑，實(shí)驗(yàn)室用含油污的鐵片來制取莫爾鹽，流程如下：

請回答下列問題：
（1）加入10%Na₂CO₃溶液的原因是

 

（用離子方程式表示）．
（2）A物質(zhì)可以為

 

（填編號(hào)）．
a．CuCl₂        b．CuO      c．Cu（NO₃）₂   d．CuSO₄
（3）B物質(zhì)的成分為

 

．
（4）加少量硫酸調(diào)節(jié)pH為 1～2的目的是

 

，操作Ⅱ的名稱

 

．
（5）用無水乙醇洗滌潮濕的硫酸亞鐵銨晶體是為了除去晶體表面殘留的水分，不用加熱烘干的原因是

 

．
（6）鑒定所得晶體中含有Fe²⁺、NH₄⁺、SO₄^2-離子的實(shí)驗(yàn)方法正確的是

 

（填編號(hào)）．
a．取少量樣品于試管，加水溶解，通入適量Cl₂，再加KSCN溶液，觀察現(xiàn)象
b．取少量樣品于試管，加水溶解，加入酸性KMnO₄溶液，觀察現(xiàn)象
c．取少量樣品于試管，加水溶解，加入濃NaOH溶液并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，觀察試紙顏色的變化
d．取少量樣品于試管，加水溶解，加入鹽酸后再加入BaCl₂溶液，觀察現(xiàn)象．

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,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）碳酸鈉水解顯堿性，油脂在堿性溶液中完全水解；
（2）A物質(zhì)為CuO或CuSO₄，加入硫酸后和鐵發(fā)生反應(yīng)生成銅析出，和鐵在硫酸溶液中形成原電池反應(yīng)加快反應(yīng)進(jìn)行；
（3）A物質(zhì)為CuO或CuSO₄，和鐵在硫酸溶液中反應(yīng)，過濾得到固體B為鐵和銅；
（4）加入少量硫酸可以調(diào)節(jié)pH為1～2是抑制亞鐵離子和銨根離子水解，得到更多的產(chǎn)品；莫爾鹽晶體含有結(jié)晶水，蒸干會(huì)使晶體分解；
（5）莫爾鹽，易溶于水，不溶于乙醇；
（6）Fe²⁺的檢驗(yàn)方法：取少量樣品于試管中，加入硫氰酸鉀溶液無現(xiàn)象，加入氯水溶液變?yōu)檠�紅色或
加入NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，然后變成灰綠色最終變成紅褐色；
NH₄⁺的檢驗(yàn)方法：取少量樣品于試管中，加入濃NaOH溶液并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)；
SO₄^2-的檢驗(yàn)方法：取少量樣品于試管，先加入鹽酸后無現(xiàn)象，再加入BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀；

解答： 解：實(shí)驗(yàn)室用含油污的鐵片來制取莫爾鹽：碳酸鈉水解顯堿性，油脂在堿性溶液中水解生成溶于水的物質(zhì)易于洗去，步驟1中加入10Na₂CO₃溶液的主要作用是除去鐵屑表面的油污，洗凈，干燥，稱量得到純鐵片10克，A物質(zhì)為CuO或CuSO₄，加入硫酸后和鐵發(fā)生反應(yīng)生成銅析出，和鐵在硫酸溶液中形成原電池反應(yīng)加快反應(yīng)進(jìn)行，過濾得到固體B為鐵和銅，濾液為FeSO₄，相同溫度下硫酸亞鐵銨晶體在水中的溶解度比硫酸亞鐵和硫酸銨的溶解度小，所以將硫酸亞鐵和硫酸銨的混合溶液加熱濃縮就能得到硫酸亞鐵銨晶體，加入少量硫酸可以調(diào)節(jié)pH為1～2是抑制亞鐵離子和銨根離子水解，F(xiàn)e²⁺+2H₂O?Fe （OH）₂+2H⁺； NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；加入硫酸保持酸性，抑制Fe²⁺、NH₄⁺離子的水解得到更多的產(chǎn)品；莫爾鹽，易溶于水，不溶于乙醇，用乙醇洗滌干燥得到莫爾鹽．
（1）油污的主要成分為油脂，在堿性條件下易發(fā)生水解，而Na₂CO₃為強(qiáng)堿弱酸鹽，CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，溶液呈堿性，可用于洗去某些物質(zhì)表面的油污，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）加入的物質(zhì)能和鐵在硫酸溶液中形成原電池反應(yīng)加快反應(yīng)進(jìn)行，氧化銅不溶于水，A物質(zhì)為CuO或CuSO₄，不引入新的雜質(zhì)，過濾得到固體為鐵和銅；
故答案為：b、d；
（3）氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，硫酸銅和鐵發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，過濾得到固體B為鐵和銅；
故答案為：Fe、Cu；
（4）加入少量硫酸可以調(diào)節(jié)pH為1～2是抑制亞鐵離子和銨根離子水解，F(xiàn)e²⁺+2H₂O?Fe （OH）₂+2H⁺； NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；加入硫酸保持酸性，抑制Fe²⁺、NH₄⁺離子的水解得到更多的產(chǎn)品；硫酸亞鐵銨晶體中的結(jié)晶水受熱容易失去，所以操作Ⅱ的名稱蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，
故答案為：抑制Fe²⁺、NH₄⁺水解；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；
（5）用無水乙醇洗滌晶體，除去其表面的水分，避免加熱過程中晶體受熱分解（或被氧化），
故答案為：避免加熱過程中晶體受熱分解（或被氧化）；
（6）a．Fe²⁺的檢驗(yàn)方法：取少量樣品于試管中，加入硫氰酸鉀溶液無現(xiàn)象，加入氯水溶液變?yōu)镕e³⁺，加入硫氰酸鉀溶液呈血紅色，即Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃；取少量樣品于試管，加水溶解，通入適量Cl₂，如果只存在Fe³⁺，取少量樣品于試管，加水溶解，通入適量Cl₂，再加KSCN溶液也呈血紅色，故a錯(cuò)誤；
b．因?yàn)镕e²⁺具有較強(qiáng)的還原性能使酸性KMnO₄溶液褪色，取少量樣品于試管，加水溶解，加入酸性KMnO₄溶液，觀察現(xiàn)象，故b正確；
c．NH₄⁺的檢驗(yàn)方法：取少量樣品于試管中，加入濃NaOH溶液并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)，故c正確；
d．SO₄^2-的檢驗(yàn)方法：取少量樣品于試管，先加入鹽酸后無現(xiàn)象，再加入BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，故d正確；
故答案為：b、c、d；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了制備硫酸亞鐵銨晶體方法，注意合理分析題中信息、掌握物質(zhì)分離提純等有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作是解答的關(guān)鍵，注意離子的檢驗(yàn)，本題難度中等．