Question

已知硫酸亚铁铵晶体为浅绿色，易溶于水、不溶于乙醇，在水中的溶解度比FeSO₄和（NH₄）₂SO₄都要小；能水解；具有还原性，但比硫酸亚铁稳定．硫酸亚铁在水中的溶解度为20.3（10℃）、26.3（20℃）、30.8（30℃）、40.1（40℃）…．以下是将绿矾（FeSO₄?7H₂O）、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体的流程图．根据如图回答：

（1）为处理废铁屑表面的油污，用10%Na₂CO₃溶液清洗，请用离子方程式表示Na₂CO₃溶液呈碱性的原因：

 

．
（2）步骤1中采用倾析法分离出铁屑，下列适合用倾析法的有

 

：
A．沉淀的颗粒较大     B．沉淀容易沉降     C．沉淀呈胶状    D．沉淀呈絮状
（3）步骤2中铁屑过量的目的是（用离子方程式表示）：

 

．步骤2中溶液趁热过滤的原因是

 

．
（4）步骤3中，加入（NH₄）₂SO₄固体后，应加热到溶液表面出现晶膜时，停止加热．需经过的实验操作包括：

 

、

 

、减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体．
（5）制得的硫酸亚铁铵中常含有杂质离子Fe³⁺，检验方法是：

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验评价题

分析：用碳酸钠溶液可以处理铁屑表面的油污等杂质，得到的铁和硫酸反应可以生成硫酸亚铁盐溶液，绿矾（FeSO₄?7H₂O）、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体，溶液表面出现晶膜时，停止加热，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体．
（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解使Na₂CO₃溶液呈碱性；
（2）沉淀的颗粒较大，静止后容易沉降至容器底部，常用倾析法分离；
（3）防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，步骤2中溶液趁热过滤防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失；
（4）步骤3中，加入（NH₄）₂SO₄固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体；
（5）根据铁离子和硫氰酸钾之间能反生络合反应得到血红色物质来检验．

解答： 解：用碳酸钠溶液可以处理铁屑表面的油污等杂质，得到的铁和硫酸反应可以生成硫酸亚铁盐溶液，绿矾（FeSO₄?7H₂O）、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体，溶液表面出现晶膜时，停止加热，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体．
（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使Na₂CO₃溶液呈碱性．
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
2）沉淀的颗粒较大，静止后容易沉降至容器底部，常用倾析法分离．沉淀呈胶状或絮状，静止后不容易沉降，不能采取倾析法分离．
故选：AB．
（3）Fe²⁺易被氧化为Fe³⁺，氧化的Fe³⁺与Fe发生反应Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺．
步骤2中溶液趁热过滤防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失．
故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失．
（4）步骤3中，加入（NH₄）₂SO₄固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体．
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．
（5）铁离子和硫氰酸钾之间能反生络合反应得到血红色物质，可以用硫氰酸钾检验铁离子，操作是：取少量制得的硫酸亚铁铵于试管中，加入适量的蒸馏水溶解，滴加1～2滴KSCN溶液，若溶液变血红色，则含Fe³⁺，
故答案为：取少量制得的硫酸亚铁铵于试管中，加入适量的蒸馏水溶解，滴加1～2滴KSCN溶液，若溶液变血红色，则含Fe³⁺．

点评：本题以莫尔盐的制备为载体，考察盐类水解、氧化还原反应、氧化还原反应滴定应用、物质分离提纯等有关实验操作以及在新情境下综合运用知识解决问题的能力．题目有一定的难度，注意基础知识的全面掌握．