Question

13．实验室以废铁屑为原料制备硫酸亚铁铵晶体[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]，其步骤如下：
步骤1：将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，倾倒出液体，用水洗净铁屑．
步骤2：向处理过的铁屑中加入过量的3mol•L^-1H₂SO₄溶液，在60℃左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO₄溶液．
步骤3：向所得FeSO₄溶液中加入饱和（NH₄）₂SO₄溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体．
请回答下列问题：
（1）从以下仪器中选择组装，完成实验操作步骤1必需的仪器有①②④⑤⑥⑦（填编号）
①铁架台    ②漏斗    ③广口瓶    ④石棉网    ⑤烧杯   ⑥玻璃棒    ⑦酒精灯
（2）在步骤2中所加的硫酸必须过量，其原因是加酸抑制亚铁离子的水解；
（3）在步骤3中，所指的“一系列操作”依次是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤、洗涤；
（4）为证明所得晶体含有Fe²⁺和NH₄⁺，取其溶液于试管中加入氢氧化钠溶液，并加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若观察到生成白色沉淀，且迅速变灰绿，最终变为红褐色，同时湿润的红色石蕊试纸变蓝现象，证明含有Fe²⁺和NH₄⁺．

Answer 1

分析 （1）步骤1是溶液的加热和过滤，结合加热与过滤基本操作选择仪器．
（2）亚铁离子在加热过程中会发生水解．
（3）步骤3是由溶液中获得晶体，是抑制亚铁离子的水解下的蒸发与结晶过程．
（4）Fe²⁺溶液中加入氢氧化钠溶液，会有白色的氢氧化亚铁沉淀出现，并在空气中会迅速被氧化，NH₄⁺中加入氢氧化钠溶液，并加热，会有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的氨气产生，据此答题；

解答 解：（1）步骤1是溶液的加热和过滤，需要的仪器有：铁架台、漏斗、石棉网、烧杯、玻璃棒、酒精灯，故不需要燃烧匙、广口瓶、研钵．
故选：①②④⑤⑥⑦；
（2）亚铁离子在加热过程中会发生水解，因而要加酸抑制亚铁离子的水解，故所加的硫酸必须过量．
故答案为：加酸抑制亚铁离子的水解；
（3）步骤3是由溶液中获得晶体，亚铁离子在加热过程中会发生水解，应在抑制亚铁离子的水解情况下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等．
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（4）Fe²⁺溶液中加入氢氧化钠溶液，会有白色的氢氧化亚铁沉淀出现，并在空气中会迅速被氧化，NH₄⁺中加入氢氧化钠溶液，并加热，会有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的氨气产生，所以若观察到生成白色沉淀，且迅速变灰绿，最终变为红褐色，同时湿润的红色石蕊试纸变蓝的现象，即要证明含有Fe²⁺和NH₄⁺，
故答案为：生成白色沉淀，且迅速变灰绿，最终变为红褐色，同时湿润的红色石蕊试纸变蓝．

点评 考查溶液的加热、过滤、固体溶解、蒸发（防水解）、结晶等一系列实验基本操作、离子检验等，难度不大，是对所学知识的综合运用，注意基础知识的掌握．