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：

图1
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3 mol·
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。

图2
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________法。
(2)步骤2中有一处明显不合理的是___________________________________。
趁热过滤的理由是________________________________________________。
(3)步骤3加热浓缩过程中，当________时停止加热。用无水乙醇洗涤晶体的原因是______________________________________________________________。
(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________________________________________________________。

Answer 1

　(1)倾析
(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^3＋存在　减少溶质损失
(3)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)4[FeSO₄·7H₂O]＋O₂===4[Fe(OH)SO₄·3H₂O]＋14H₂O

　本题以(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O晶体的制备为载体，考查了化学实验的操作及其原理、化学方程式的书写。(2)步骤2中废铁屑可能表面已被氧化，而且Fe^2＋加热搅拌时也可能被空气氧化，所以铁屑应该过量，否则溶液中可能有Fe^3＋。加热制得的FeSO₄溶液浓度较大，温度降低后溶质可能析出，造成滤液中溶质减少，所以应趁热过滤以减少溶质损失。
(3)当液体表面出现晶膜时，说明溶液已经是较高温度下的热饱和溶液，即可停止加热。此时冷却，即能得到大量晶体。
由于硫酸亚铁铵[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]晶体不溶于酒精，而且酒精又易挥发，所以乙醇洗涤既能除去晶体表面的杂质，又便于晶体干燥。