Question

（15分）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                ；反应的离子方程式              。
a．NaClO        b．H₂O₂        c．KMnO₄        d．K₂Cr₂O₇
（3）操作甲、乙的名称分别是：甲______________，乙___________________。
（4）上述流程中，用足量最适合的氧化剂B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             （写名称），能否用酸性的KMnO₄溶液？      （如果能，下问忽略），理由是：                       。（可用文字或方程式说明）
（5）检验硫酸铁铵中NH₄⁺的方法是                                     。
（6）称取14.00 g所得样品，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

（1）增大溶液中SO₄^2-浓度，将Ca²⁺转化为沉淀，同时抑制Fe²⁺、 Fe³⁺水解；CaSO₄.
（2）b;H₂O₂＋2Fe²⁺＋2H⁺＝2Fe²⁺＋2H₂O
（3）冷却结晶；常温晾干
（4）铁氰化钾溶液；不能，因为过氧化氢和二价铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
（5）在试管中加入少量样品和氢氧化钠固体加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，看到试纸变成蓝色。（6）Fe₂(SO₄)₃·2(NH₄)₂SO₄·2H₂O

试题分析：（1）增大溶液中SO₄^2-浓度，将Ca²⁺转化为沉淀，同时抑制Fe²⁺、 Fe³⁺水解；CaSO₄.
（2）b是绿色氧化剂，而别的试剂都会引入新的杂质；H₂O₂＋2Fe²⁺＋2H⁺＝2Fe²⁺＋2H₂O
（3）冷却结晶；常温晾干
（4）检验二价铁离子应该使用黄色的铁氰化钾K₃〔Fe(CN)₆〕溶液；二价铁离子与铁氰根离子反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：3Fe²⁺＋2〔Fe(CN)₆〕^3-＝Fe₃〔Fe(CN)₆〕₂↓；不能，因为过氧化氢和二价铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
（5）在试管中加入少量样品和氢氧化钠固体加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，看到试纸变成蓝色，则证明原溶液中含有氨根离子。
（6）14.00 g所得样品中，加入氢氧化钠得到2.14 g沉淀为氢氧化铁，所以
n(Fe)＝向另一份溶液中加入0.05 mol Ba (NO₃)₂溶液，恰好完全反应生成硫酸钡沉淀。因此溶液中的硫酸根离子为0.05 mol ；也就是其中含有的Fe₂(SO₄)₃为0.01 mol，(NH₄)₂SO₄为0.02 mol ，此时质量为：0.01 mol ×400g/mol＋0.02 mol ×132g/mol＝6.64g，剩下的就是H₂O的质量，那么每一份溶液中水的质量为：7.00g－6.64g＝0.36g,n(H₂O)＝0.02 mol，因此该硫酸铁铵的化学式为：Fe₂(SO₄)₃·2(NH₄)₂SO₄·2H₂O