Question

【题目】硫酸铁铵[aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。某化工厂以硫酸亚铁（含少量硝酸钙）和硫酸铵为原料，设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵。

请回答下列问题：

（1）硫酸亚铁溶液加H2SO4酸化的主要目的是_________，滤渣A的主要成分是________。

（2）下列物质中最适合的氧化剂B是______（填字母）；反应的离子方程式___________。

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4 d．K2Cr2O7

（3）操作甲名称分别是：甲______________，乙为常温晾干。

（4）上述流程中，氧化之后和加热蒸发之前，需取少量检验Fe2+是否已全部被氧化，所加试剂为__（写化学式），能否用酸性的KMnO4溶液？_________填“能”或“否”)理由是：_______。（可用语言或方程式说明）

（5）称取14.00 g样品，将其溶于水配制成100 mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到2.14 g沉淀；向另一份溶液中加入0.05 mol Ba(NO3)2溶液，恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为______________________。

Answer 1

【答案】 增大溶液中SO浓度，将Ca2+转化为沉淀（同时抑制Fe2+水解或抑制Fe2+、Fe3+水解） CaSO4 b H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O 冷却结晶 K3[Fe(CN)6] 否 因为H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色 Fe2(SO4) 3·2(NH4) 2SO4·2H2O

【解析】原料中加入硫酸酸化，可生成硫酸钙沉淀，减压过滤后加入B氧化可生成硫酸铁，加入硫酸铵，在80℃下反应可生成硫酸铁铵，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵，（1）硫酸亚铁溶液加H2SO4酸化的主要目的是增大溶液中SO浓度，将Ca2+转化为沉淀，同时抑制Fe2+水解或抑制Fe2+、Fe3+水解；滤渣A的主要成分是CaSO4；（2）减压过滤后加入B氧化可生成硫酸铁，为了不引入新的杂质离子， NaClO、KMnO4、K2Cr2O7都不选，选择H2O2，反应生成水，不会产生新的杂质，答案选b；反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O；（3）在80℃下反应可生成硫酸铁铵，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵，温度不能过高，防止分解，故答案为冷却结晶；（4）检验Fe2+应该使用黄色的铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液；Fe2+与铁氰根离子反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：3 Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓；不能用酸性的KMnO4溶液，因为过氧化氢和Fe2+均能使酸性高锰酸钾溶液褪色；（5）称取14.00g样品，将其溶于水配置成100mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到2.14g沉淀，应为Fe(OH)3，n（Fe(OH)3）==0.02mol，向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO3)2溶液，恰好完全反应，则n(SO42-)=0.05mol，所以14.00g样品中含有Fe2(SO4)3 0.02mol，n（SO42-）为0.1mol，则（NH4）2SO4为0.1mol-0.02mol×3=0.04mol，则m（H2O）=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g，n（H2O）==0.04mol，n（Fe2（SO4）3）：n（（NH4）2SO4）：n（H2O）=0.02：0.04：0.04=1：2：2，所以化学式为Fe2（SO4）32（NH4）2SO42H2O。