Question

硫酸亚铁铵[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]为浅绿色晶体，易溶于水，不溶于酒精，在水中的溶解度比FeSO₄或（NH₄）₂SO₄都要小．实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：
步骤1：铁屑的处理．将废铁屑放入热的碳酸钠溶液中浸泡几分钟后用图1所示方法分离出固体并洗涤、干燥．步骤2：FeSO₄溶液的制备．将处理好的铁屑放入锥形瓶，加入过量的3mol?L^-1H₂SO₄溶液，加热至充分反应为止．趁热过滤（如图2所示），收集滤液和洗涤液．
步骤3：硫酸亚铁铵的制备．向所得FeSO₄溶液中加入饱和（NH₄）₂SO₄溶液，经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤后得到硫酸亚铁铵晶体．
请回答下列问题：
（1）步骤1中图1分离方法称为

倾析法

法．
（2）步骤2中有一处明显不合理的是

应该铁屑过量否则溶液中可能有Fe³⁺存在

．趁热过滤的理由是

减少溶质损失

．
（3）步骤3加热浓缩过程中，当

浓缩至液体表面出现晶膜

时停止加热．用无水乙醇洗涤晶体的原因是

硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇，乙醇可以除去其表面的水分

．
（4）FeSO₄?7H₂O在潮湿的空气中易被氧化成Fe（OH）SO₄?3H₂O，写出该反应的化学方程式

4[FeSO₄?7H₂O]+O₂═4[Fe（OH）SO₄?3H₂O]+14H₂O

．

Answer 1

分析：（1）分析装置1是倾析法；
（2）步骤2中加入过量铁粉防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺．溶液趁热过滤防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失．
（3）加入（NH₄）₂SO₄固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体；
（4）FeSO₄?7H₂O在潮湿的空气中易被氧化成Fe（OH）SO₄?3H₂O，结合氧化还原反应电子守恒和原子守恒写出；

解答：解：（1）步骤1中图1分离方法称为倾析法；
故答案为：倾析法；
（2）步骤2中加入过量铁粉防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺．溶液趁热过滤防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失；
故答案为：应该铁屑过量，否则溶液中可能有Fe³⁺存在；减少溶质损失；
（3）加入（NH₄）₂SO₄固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体，硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇，可以用乙醇洗去晶体表面的水；
故答案为：浓缩至液体表面出现晶膜；硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇，乙醇可以除去其表面的水分；
（4）FeSO₄?7H₂O在潮湿的空气中易被氧化成Fe（OH）SO₄?3H₂O，结合氧化还原反应电子守恒和原子守恒写出化学方程式为：4[FeSO₄?7H₂O]+O₂═4[Fe（OH）SO₄?3H₂O]+14H₂O；
故答案为：4[FeSO₄?7H₂O]+O₂═4[Fe（OH）SO₄?3H₂O]+14H₂O；

点评：本题考查了实验步骤的分析判断，物质制备的实验设计方法，性质验证，晶体析出方法的应用，题目难度中等．