题目内容
19．硫酸亚铁铵晶体化学式为xFeSO4•y（NH4）2SO4•zH2O，在制药、电镀方面有广泛的应用．资料：①硫酸亚铁铵晶体易溶于水，不溶于乙醇；②硫酸亚铁铵晶体受热时，在200℃以下只有结晶水失去．
【探究一】：制备硫酸亚铁铵晶体：学生用含有少量铜的废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体，流程如图1：
（1）在盛有废铁屑的容器中，倒入热水和洗涤剂，充分搅拌．以除去废铁屑表面的油污，这是利用洗涤剂的乳化作用；操作①中发生反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
（2）过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗．过滤操作中滤纸有多种折法，为了加快过滤速率，你选择折法是A；（3）操作①中过滤时，要趁热进行说明：温度高，FeSO4溶解度大（大或小），过滤后得到的固体中一定含有的物质是Cu；
（4）操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体．操作顺序是：b→c→a→d；
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．洗涤干燥
（5）操作②中使用乙醇洗涤，可快速晾干．这样做的优点是AB；
A、避免用水洗涤所造成的晶体损耗 B、酒精易挥发，可低温晾干晶体
【探究二】：探究硫酸亚铁铵的组成
【实验步骤】：取2份等质量的硫酸亚铁铵晶体，分别进行实验：向一份中加入过量的NaOH溶液，充分反应后得到0.68g NH3；向另一份中加入过量的BaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥得到9.32g沉淀．回答下列问题：
（6）实验中生成的NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；写出（NH4）2SO4与NaOH反应的化学方程式：（NH4）2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2H2O；
（7）取最后一次洗涤液，加入Na2SO4溶液，若不产生白色沉淀，则说明沉淀已经洗涤干净；根据实验数据，则x 和y的比值1：1（相对分子质量：NH3-17、BaSO4-233）；为进一步确定硫酸亚铁铵晶体的组成，另取7.84g硫酸亚铁铵晶体，并加热使其分解，剩余固体质量与温度的关系如图3所示，则：根据图示数据，硫酸亚铁铵晶体中，x：y：z=1：1：6；
（8）写出A点到B点发生反应的化学方程式FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO4+（NH4）2SO4•2H2O+4H2O．
分析 （1）根据洗涤剂有乳化作用分析洗涤剂的作用，根据铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气书写反应的方程式；
（2）根据过滤的操作、过滤器的制法解答；
（3）根据根据铜不会和硫酸反应，所以可以过滤出来；根据实验的操作分析硫酸亚铁的溶解度；
（4）根据硫酸亚铁的溶解度受温度的影响分析结晶的方法；
（5）根据硫酸亚铁铵晶体易溶于水不溶于酒精及酒精的性质分析解答；
（6）根据氨气能和水反应生成氨水，氨水呈碱性能使石蕊变蓝色；（NH4）2SO4与NaOH反应生成硫酸钠、水和氨气和复分解反应的定义解答；
（7）证明氯化钡过量只要证明钡离子有剩余即可，根据硫酸铵与氢氧化钠和和氯化钡的反应分析计算x和y的比值，再结合分析的反应求出x、y、z的比值；
（8）A到B时xFeSO4•y（NH4）2SO4•zH2O分解得到的硫酸铵、硫酸亚铁铵晶体和水的过程．
解答 解：（1）倒入热水和洗涤剂，充分搅拌，以除去废铁屑表面的油污，这是利用洗涤剂的乳化作用；铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
（2）过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗．过滤操作中滤纸有多种折法，为了加快过滤速率，你选择折法是A；
（3）加入稀硫酸后，铁可以和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，但铜不会和硫酸反应，因此铜就被过滤出来，所以，过滤后得到的固体中一定含有的物质是铜；
（4）操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体，由于硫酸亚铁铵的溶解度受温度的影响较大，所以基本操作步骤：加热浓缩，然后冷却结晶；再过滤；最后洗涤干燥．
（5）硫酸亚铁溶于水不溶于酒精，用A方法洗涤硫酸亚铁晶体损失较多，可用酒精洗涤，酒精又易挥发，能得到大量的纯净的硫酸亚铁晶体，故答案：AB；
（6）氨气能和水反应生成氨水，氨水呈碱性能使石蕊变蓝色；（NH4）2SO4与NaOH反应生成硫酸钠、水和氨气； 反应的方程式是（NH4）2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2H2O；
（7）加入硫酸钠若不产生白色沉淀证明沉淀上已不附着BaCl2，则说明沉淀已经洗涤干净，
设硫酸亚铁铵晶体中硫酸铵的质量为x；
（NH4）2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2H2O
132 34
x 0.68g
$\frac{132}{34}=\frac{x}{0.68g}$ 解得：x=2.64g
设和硫酸铵反应生成硫酸钡沉淀的质量为y
（NH4）2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NH4Cl
132 233
2.64g y
$\frac{132}{233}=\frac{2.64g}{y}$ 解得：y=4.66g y=4.66g
所以和硫酸亚铁反应产生硫酸钡沉淀的质量为9.32g-4.66g=4.66g；
设和硫酸亚铁反应生成硫酸钡沉淀的质量为z
FeSO4+BaCl2=BaSO4↓+FeCl2
152 233
z 4.66g
$\frac{152}{233}=\frac{z}{4.66g}$ 解得：z=3.04g
硫酸亚铁铵中$\frac{3.04g}{2.64g}$=$\frac{152x}{132y}$；$\frac{x}{y}$=$\frac{1}{1}$；故答案：1：1；
由A→B固体质量减轻的质量就是生成的水的质量，7.84g硫酸亚铁铵晶体中水的质量为7.84g-5.68g=2.16g，$\frac{132y}{18z}$=$\frac{2.64g}{2.16g}$；$\frac{y}{z}$=$\frac{1}{6}$ 故答案：1：1：6；
（8）（FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO4+（NH4）2SO4•2H2O+4H2O）加热FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O分解得到硫酸亚铁、硫酸铵、和水，反应的方程式是：FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO4+（NH4）2SO4•2H2O+4H2O．
故答为：（1）乳化，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；（2）漏斗，A；（3）大，Cu；（4）c、a；（5）AB；（6）（NH4）2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2H2O；（7）1：1，1：1：硫；（8）FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO4+（NH4）2SO4•2H2O+4H2O．
点评 通过这个题培养学生观察视图的能力，以及比较分析的能力．本题考查了常见金属的性质以及某些盐的性质，完成此题，可以依据题干提供的内容，从中抽取有用的信息，结合已有的知识进行．本题是一道实验探究题，能较好的考查学生分析和解决问题的能力，考查了常见金属的性质以及某些盐的性质，解答时要依据题干提供信息，结合相关知识细心分析解答．
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在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了如图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化．（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是使空气中的氧气充分反应；
（2）写出该实验中反应的化学方程式2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
（3）小强测得实验结果如下：
| 反应前注射器内气体总体积 | 反应后注射器内气体总体积 |
| 25mL | 22mL |
①没有交替缓缓推动两个注射器活塞；②读数时没有冷却至室温；③加入铜丝量太少；④加入铜丝量太多
（4）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积（或质量）的变化，从而得出该种成分的含量；
（5）该实验还能说明氮气的化学性质不燃烧，不支持燃烧．