Question

18．硫酸亚铁铵[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来制备，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，分离出液体，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）在步骤1的操作中，下列仪器中不必用到的有②④⑤（填仪器编号）
①铁架台  ②燃烧匙  ③锥形瓶  ④广口瓶  ⑤研钵  ⑥玻璃棒  ⑦酒精灯
（2）在步骤2中趁热过滤，其原因是防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失；
（3）在步骤3制的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe³⁺杂质．检验Fe³⁺的试剂可以用K₄〔Fe（CN）₆〕生成普鲁士蓝沉淀，有关的离子方程式是K⁺+Fe³⁺+[Fe（CN）₆]^4-=KFe[Fe（CN）₆]↓．
（4）制得的晶体经过过滤后用无水乙醇洗涤而不用蒸馏水，理由是①硫酸亚铁铵晶体在乙醇中的溶解度小，可减小晶体在洗涤时应溶解而损失；②酒精易挥发，不会附着在晶体表面；（任说两点）
（5）在25℃时，相同物质的量浓度的（NH₄）₂CO₃、（NH₄）₂SO₄、硫酸亚铁铵三种盐溶液a、b、c，其铵根离子浓度由小到大的排列顺序为a＜b＜c（用a、b、c回答）

Answer 1

分析 步骤1  将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，碳酸钠溶液中碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，碱有利于油脂水解，铁和碳酸钠不反应，然后分离出液体，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，发生的反应为Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，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；
（1）步骤1的操作是加热、溶解，根据仪器的作用选取仪器；
（2）硫酸亚铁的溶解度随着温度的升高而增大；
（3）在步骤3制的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe³⁺杂质，Fe³⁺的试剂可以用K₄〔Fe（CN）₆〕生成普鲁士蓝沉淀，根据反应物和生成物书写离子方程式；
（4）制得的晶体在无水乙醇中的溶解度小于在蒸馏水水中的溶解度；且乙醇挥发性较好；
（5）在25℃时，相同物质的量浓度的（NH₄）₂CO₃、（NH₄）₂SO₄、硫酸亚铁铵三种盐溶液a、b、c，其铵根离子水解程度越大，则溶液中铵根离子浓度越小．

解答 解：步骤1  将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，碳酸钠溶液中碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，碱有利于油脂水解，铁和碳酸钠不反应，然后分离出液体，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，发生的反应为Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，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；
（1）步骤1的操作是加热、溶解，加热需要酒精灯、盛放液体需要锥形瓶、需要玻璃棒搅拌、需要铁架台放置锥形瓶，所以不需要的仪器是②④⑤，故答案为：②④⑤；
（2）硫酸亚铁的溶解度随着温度的升高而增大，为了减少硫酸亚铁的析出，应该趁热过滤，故答案为：防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失；
（3）在步骤3制的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe³⁺杂质，Fe³⁺的试剂可以用K₄〔Fe（CN）₆〕生成普鲁士蓝沉淀，离子反应方程式为K⁺+Fe³⁺+[Fe（CN）₆]^4-=KFe[Fe（CN）₆]↓，
故答案为：K⁺+Fe³⁺+[Fe（CN）₆]^4-=KFe[Fe（CN）₆]↓；
（4）制得的晶体在无水乙醇中的溶解度小于在蒸馏水水中的溶解度；且乙醇挥发性较好，所以用乙醇洗涤能减小晶体因溶解而损失，故答案为：
①硫酸亚铁铵晶体在乙醇中的溶解度小，可减小晶体在洗涤时应溶解而损失；
②酒精易挥发，不会附着在晶体表面；
（5）在25℃时，相同物质的量浓度的（NH₄）₂CO₃、（NH₄）₂SO₄、硫酸亚铁铵三种盐溶液a、b、c，其铵根离子水解程度越大，则溶液中铵根离子浓度越小，亚铁离子抑制铵根离子水解、碳酸根离子促进铵根离子水解，所以溶液中铵根离子浓度从小到大顺序是a＜b＜c，故答案为：a＜b＜c．

点评 本题考查物质制备实验方案，为高频考点，涉及基本操作、盐类水解、离子检验等知识点，明确实验原理是解本题关键，知道铁离子、亚铁离子的检验方法，题目难度不大．