题目内容
【题目】实验室用如图所示装置制备FeSO4溶液,再与等物质的量的(NH4)2SO4反应,制备补血剂硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]。
已知:硫酸亚铁铵晶体在空气中不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。
(1)实验装置
反应过程中会产生少量PH3气体,需使用封闭装置。用CuSO4溶液吸收PH3时会生成H3PO4和Cu。该反应的化学方程式为___。
(2)药品用量
将2gFe粉、10mL3mol·L-1H2SO4溶液加入烧瓶中反应。采取该原料配比的主要原因是___。
(3)制备FeSO4溶液
保持温度70~80℃,至反应无明显气泡产生,停止加热,过滤,称量残留固体质量。为避免在上述过程中析出FeSO4晶体,可采取的措施有__。
(4)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
①向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50mL乙醇中,析出晶体。乙醇的作用为___。
②为防止Fe2+被氧化,可采取的主要措施有__(填字母)。
a.(NH4)2SO4固体不配成溶液,直接加入到FeSO4溶液中
b.混合液不蒸发浓缩,直接倒入无水乙醇中析出晶体
c.析出的晶体不用水洗,用90%的乙醇溶液洗涤
d.将实验中所用的乙醇回收,蒸馏后重复使用
(5)产品检验
请补充完整测定产品中SO42-含量的实验方案:准确称取约0.4g样品,溶于70mL水,__,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据(实验中须使用的试剂有:2mol·L-1HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。
【答案】4CuSO4+PH3+4H2O=H3PO4+4H2SO4+4Cu↓ 避免Fe2+被氧化为Fe3+ 通过分液漏斗及时添加适量1mol·L-1H2SO4溶液;趁热过滤 降低硫酸亚铁铵在水中溶解的量 ab 加入2mol·L-1HCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤沉淀,直至滤液滴加AgNO3溶液不出现浑浊
【解析】
(1)用CuSO4溶液吸收PH3时会生成H3PO4和Cu,结合电荷守恒和原子守恒书写化学方程式;
(2)Fe2+易被氧化;
(3)通过分液漏斗及时添加适量1mol·L-1H2SO4溶液或趁热过滤,避免在过程中析出FeSO4晶体;
(4)①可以降低硫酸亚铁铵在水中的溶解量;
②为防止Fe2+被氧化,硫酸铵固体可以不配成溶液,直接倒入硫酸亚铁中,混合溶液也可以不蒸发浓缩,直接倒入无水乙醇中析出晶体;
(5)实验首先需要将硫酸根完全转化为硫酸钡沉淀,通过称量沉淀的质量计算硫酸根离子的含量,需要先加入盐酸酸化,排除其它离子的干扰,防止其它沉淀生成,沉淀灼烧前需要洗涤沉淀保证沉淀表面无滤液中的离子,可以用硝酸银溶液检验洗涤液,确定Cl-是否存在。
(1)实验装置反应过程中会产生少量PH3气体,需使用封闭装置,用CuSO4溶液吸收PH3时会生成H3PO4和Cu。该反应的化学方程式是:4CuSO4+PH3+4H2O=H3PO4+4H2SO4+4Cu↓;
(2)药品用量将2gFe粉、10mL3mol·L-1H2SO4溶液加入烧瓶中反应,反应中铁是过量的,依据Fe2+的性质可得,采取该原料配比的主要原因是:避免Fe2+被氧化为Fe3+;
(3)制备FeSO4溶液保持温度70~80℃,至反应无明显气泡产生,停止加热,过滤,称量残留固体质量,依据FeSO4的性质可得,为避免在上述过程中析出FeSO4晶体,可采取的措施有:通过分液漏斗及时添加适量1mol·L-1H2SO4溶液,使溶液浓度降低,还需要趁热过滤,防止晶体在过滤过程中析出;
(4)①向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50mL乙醇中的原因是硫酸亚铁铵不溶于乙醇,可以析出晶体。乙醇的作用为:降低硫酸亚铁铵在水中溶解的量;
② a.(NH4)2SO4固体不配成溶液,直接加入到FeSO4溶液中,可以防止在溶解固体的过程中,溶液中溶解氧气,进而氧化亚铁离子,正确;
b.蒸发浓缩过程中亚铁离子容易被空气中的氧气氧化,硫酸亚铁铵不溶于乙醇,所以可以直接倒入无水乙醇中析出晶体,防止亚铁离子被氧化,正确;
c.析出的晶体不用水洗,用90%的乙醇溶液洗涤,是为了防止溶解损失,错误;
d.将实验中所用的乙醇回收,蒸馏后重复使用,是为了节约药品,错误;
答案选ab;
(5)测定产品中SO42-含量的实验方案是:准确称取约0.4g样品,溶于70mL水,加入2mol·L-1HCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤沉淀,直至滤液滴加AgNO3溶液不出现浑浊,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据。