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ag8实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验

发布时间 2020-07-13 05:45

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  1. 实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下:取过量洁净的铁屑,加入 20%-30%的稀硫酸溶液,在 50℃ -80℃ 水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热过滤,滤液移至试管中,用橡胶塞塞紧试管口,静 置、冷却一段时间后收集产品。 (1) 写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式:____。 (2) 硫酸溶液过稀会导致____。 (3)采用水浴加热的原因是____。 (4)反应时铁屑过量的目的是(用离子方程式表示)____。 (5)溶液趁热过滤的原因是___。 塞紧试管口的目的是____。 (6)静置冷却一段时间后,在试管中观察到的现象是____。 参考答案: (1)Fe+H2SO4(稀) =FeSO4+H2↑ (2)反应速率慢 不利于晶体析出 (3) (4)Fe3++2Fe=3Fe2+ (5)减少 FeSO4 的损失 防止空气进入试管将 Fe2+氧化为 Fe3+ (6)有浅绿色晶体析出 解析:⑴ 铁和稀硫酸反应的方程式为:Fe+H2SO4(稀) FeSO4+H2↑。 (2)硫酸如果浓度过稀,则反应时速率过慢;另外由于溶液中含有较多的水,也不利于硫酸亚铁晶体的 析出。 (3)水浴加热受热均匀,温度容易控制。 + + + (4)铁屑过量的目的是防止 Fe2 被氧化成 Fe3 ,即使被氧化 Fe 可以使 Fe3 还原: 3+ 2+ Fe+2Fe =3Fe 。 (5)溶液趁热过滤的目的是减少 FeSO4 的损失;塞紧试管口的目的是防止空气中的氧气将 FeSO4 氧化。 (6)硫酸亚铁热溶液在冷却过程中,溶解度降低,在静置冷却一段时间后会有浅绿色硫酸亚铁晶体析出。 析出晶体是由于硫酸亚铁的溶解度随着温度的降低而减小,所以静置冷却一段时间后会析出晶体 2. 硫酸亚铁(FeSO4· 2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备 7H FeSO4· 2O 晶体: 7H ①将 5% Na2CO3 溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去 Na2CO3 溶液, 然后将废铁屑用水洗涤 2 ~ 3 遍; ②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在 50 ~ 80℃之间至铁屑耗尽; ③趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶; ④待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤 2 ~ 3 次,再用滤纸将晶体吸干; ⑤将制得的 FeSO4· 2O 晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存。 7H 请回答下列问题: (1)实验步骤①的目的是 ,加热的作用是 。 (2)实验步骤②明显不合理,理由是 。 (3) 实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,其目的是 。 (4)经查阅资料后发现,硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到 FeSO4· 2O、FeSO4· 2O 和 7H 4H FeSO4· 2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示(仅在 56.7℃、64℃ H 温度下可同时析出两种晶体) 。 1 请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线)若需从硫酸亚铁溶液中结晶出 FeSO4· 2O,应控制的结晶温度(t)的范围为 4H 参考答案: (1)除油污 升高温度,溶液碱性增强,去油污能力增强 3+ (2)应该铁屑过量(或反应后溶液中必须有铁剩余) ,否则溶液中可能有 Fe 存在 (3)用冰水洗涤可降低洗涤过程中 FeSO4·7H2O 的损耗 (4)如图 。 (5)56.7℃ < t < 64℃ 3. 某校化学课外小组同硫酸铁废液(含少量硫酸铜和稀硫酸) ,制备硫酸亚铁晶体并进行如下实验。制备 硫酸亚铁晶体主要的操作流程如下: 滤液 结晶操作 控制酸性 FeSO 4·7H 2O 晶体 混合物 过量 A 趁热过滤 沉淀 请根据题目要求回答下列问题: (1)A 的化学式为 ,上述操作过程中用到的玻璃仪器有:①烧杯、 ②玻璃棒、③酒精灯、④温度计⑤ 。 2 (2)趁热过滤的目的是 。 (3)结晶操作过程中应控制滤液酸性的原因是 。 (4)已知硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]比硫酸亚铁稳定,常用在分析化学中。硫酸亚铁铵可用硫 酸铵和硫酸亚铁反应制得。实验室利用硫酸亚铁铵溶液和草酸溶液反应生成草酸亚铁沉淀来制备 草酸亚铁。写出硫酸亚铁铵溶液与草酸溶液反应的离子方程式 。 (5)草酸亚铁晶体(相对分子质量 180)受热易分解,某课外小组设计如图的实验装置来检验其分解 产物。 ①该装置中最不合理的部分 (填字母) ,原因是 。 ②改用正确装置实验开始后,B 处变蓝,说明草酸亚铁晶体中有 ;C 处有白色沉 淀,E 处部分黑色粉末变为红色,说明草酸亚铁分解产生 (填化学式,下同) ;反应后 A 处试管中有黑色固体粉末(混合物)产生,倒 出时有燃烧现象。A 处试管中黑色固体粉末可能是 。 参考答案:(1)Fe;漏斗 (2)为减少过滤时硫酸亚铁的损失 (3)防止硫酸亚铁水解 (4)Fe2 +H2C2O4=FeC2O4↓+2H + + (5)①A ;试管倾斜的方向不对,产生的水会倒流使试管炸裂 ②含有结晶水; CO、CO2; Fe、FeO 7、已知:硫酸亚铁铵是淡蓝绿色晶体,在空气中性质比较稳定。硫酸亚铁铵在水中的溶解度小于硫酸铵、 硫酸亚铁。制备硫酸亚铁铵的化学方程式为: (NH4)2SO4+FeSO4+6H2O=(NH4)2 Fe(SO4)2·6H2O。若溶液的 pH8.1,Fe2+将转化为沉淀。 硫酸亚铁铵是一种重要的化学试剂。实验室制备方法如下,并回答相关的问题。 ㈠实验原理: 1、Fe+2H+=Fe2++H2 ↑ 2、Fe2++ 2N H+4+ 2 SO42-+6H2O=(NH4)2SO4 ·FeSO4·6H2O↓ ㈡仪器和用品 托盘天平、药匙、烧杯、吸滤瓶、布氏漏斗、真空泵、滤纸 根据实验步骤分析,还缺少必须的仪器、用品有: ㈢步骤 1、铁屑的洗涤: 3 取铁屑,放入小烧杯中,加入质量分数为 10%碳酸钠溶液。小火加热约 10min 后,倾倒去碳酸钠碱性溶 液,用自来水冲洗后,再用蒸馏水将铁屑冲洗洁净。加入 10%的 Na2CO3 溶液,其目的是: 加热的作用是 2、硫酸亚铁的制备: 往盛有洁净铁屑的烧杯中加入稀 H2SO4 溶液,控制温度在 50-80℃,使铁屑与稀硫酸反应至基本不再冒 出气泡为止。趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶;待结晶完毕后,滤出晶体,用少量 冰水洗涤 2-3 次,再用滤纸将晶体吸干:在该实验中应注意的是: 是: 3、硫酸亚铁铵的制备: 称取一定量的(NH4)2SO4 在室温下配制成饱和溶液,计算并加入适量的 FeSO4·7H2O。并调节 pH 值为 1-2,在水浴锅上蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止(蒸发过程 不宜搅动) 。放置、冷却,即有硫酸亚铁铵晶体析出。待冷至室温后,用特殊装置过滤,最后用适量的乙 醇洗涤晶体。 调节溶液 pH 在 1-2 之间维持较强的酸性,其原因是: 能否将滤液蒸干 ,为什么 (填化学式) 。 。 。用少量冰水洗涤晶体,其目的是 。 。原因 。 ; ㈣检验硫酸亚铁铵中是否含有 Fe3+的无机试剂最好是 7、①除去铁屑表面的油污。升高温度,Na 2CO3 溶液碱性增强,去油污能力增强 ②保证铁屑过量,否则 FeSO4 溶液中可能有 Fe3+存在;用冰水洗涤可尽量减少洗涤过程中 FeSO4·7H2O 的 损失。 ③防止 FeSO4 水解。不能,晶体可能会失去结晶水,并导致硫酸亚铁铵部分分解。 4

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