Question

8．FeSO₄•7H₂O是一种重要的补铁剂．某工业废渣主要成分是Fe₂O₃，还含有CaCO₃和SiO₂（SiO₂既不溶于水也不溶于稀硫酸），实验室用此废渣制备FeSO₄•7H₂O的流程如下，请根据流程回答问题：

（1）加入的稀硫酸与粉末中的氧化铁反应的化学方程式为Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，理论上为防止稀硫酸过量当溶液中不再产生气泡时即可停止向粉末中加入稀硫酸；
（2）经测定，滤渣中只含有CaSO₄和SiO₂，可推知实验室能（填”能”或者”不能”）用大理石粉末与稀硫酸反应制取二氧化碳；
（3）操作②所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，所缺少玻璃仪器的作用是引流；
（4）操作③中发生的反应除了置换反应外，还发生了其他反应，作出判断的依据是产物只有FeSO₄一种或Fe₂（SO₄）₃变成了FeSO₄；
（5）已知硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成如表：

温度/℃	0	10	30	40	50	60	64	70	80	90
溶解度/g	15.6	20.5	33.0	40.4	48.8	55.0	55.3		50.6	43.7
析出晶体	FeSO4•7H2O							FeSO4•4H2O		FeSO4•H2O

根据上表，硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O）冷却结晶温度最高不超过64；待结晶完毕后，滤出晶体，用少量硫酸亚铁饱和溶液洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干．用硫酸亚铁饱和溶液洗涤的目的是：①洗去FeSO₄晶体表面的杂质、②减少晶体的损耗．

Answer 1

分析 （1）稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水；粉末中的碳酸钙能与硫酸反应生成二氧化碳气体；
（2）粉末状的石灰石与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳；
（3）操作②是过滤，过滤所需要的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒和漏斗；
（4）根据铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁进行分析；
（5）根据表中的数据可知，64℃硫酸亚铁的溶解度最大进行分析；从硫酸亚铁的溶解度曲线如图1可以看出：硫酸亚铁的溶解度随温度的升高而增大，冰水的温度低，硫酸亚铁在低温下的溶解度小，可降低洗涤过程中绿矾的溶解而造成的损失去分析解答．

解答 解：（1）稀硫酸和氧化铁反应的化学方程式为：3H₂SO₄+Fe₂O₃=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；粉末中的碳酸钙能与硫酸反应生成二氧化碳气体，所以当不再产生气泡就说明粉末已完全参与反应；故填：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，不再产生气泡；
（2）因为粉末状的石灰石与稀硫酸反应能够持续产生二氧化碳，因此实验室可以用粉末状的石灰石与稀硫酸反应制二氧化碳．故填：能．
（3）操作②所需要的玻璃仪器是：烧杯、玻璃棒和漏斗．玻璃棒在过滤的操作中所起的作用是引流；故填：故填：玻璃棒，引流．
（4）因为产物只有FeSO₄一种或Fe₂（SO₄）₃变成了FeSO₄，所以其中发生了铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，化学方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄；故填：产物只有FeSO₄一种或Fe₂（SO₄）₃变成了FeSO₄．
（5）由表中的数据可知，64℃硫酸亚铁的溶解度最大；硫酸亚铁的溶解度曲线如图1可以看出：硫酸亚铁的溶解度随温度的升高而增大，用冰水洗涤的目的是一、除去晶体表面附着的溶于水杂质，二、冰水的温度低，硫酸亚铁在低温下的溶解度小，可降低洗涤过程中绿矾的溶解而造成的损失．
故填：64；洗去FeSO₄晶体表面的杂质．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．