Question

硫酸亚铁铵的化学式为（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O，是浅绿色晶体，商品名为莫尔盐，易溶于水，不溶于乙醇．

温度/℃ 溶解度/g 盐	0	10	20	30	40	50	60
（NH4）2SO4	70.6	73.0	75.4	78.0	81.0	-	88.0
FeSO4?7H2O	15.7	20.5	26.5	32.9	40.2	48.6	-
（NH4）SO4FeSO4?6H2O	12.5	17.2	21.6	28.1	33.0	40.0	-

完成下面的实验报告：
【实验原理】
【实验用品】
10%Na₂CO₃溶液、Fe屑、3mol/LH₂SO4、（NH₄）₂SO₄固体、蒸馏水、无水乙醇．锥形瓶、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、烧杯、铁架台、漏斗、托盘天平、量筒、滤纸．
【实验步骤】
（1）Fe屑的处理和称量
称取3g铁屑，放入锥形瓶，用l0%Na₂CO₃溶液，除去Fe屑表面的油污，将剩余的碱液倒掉，用蒸馏水把Fe冲洗干净，干燥后称其质量m₁g．
（2）FeSO₄的制备
将称量好的Fe屑放人锥形瓶中，加入l5mL 3mol/LH₂SO₄，加热10min后（有氢气生成，用明火加热注意安全）．

 

，并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸，将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中．将滤纸上的固体干燥后称得质量为m₂g．
①a处的操作是

 

；
②制取FeSO₄时，加入的Fe为什么要过量？（用离子方程式表示）

 

（3）（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的制备
根据FeSO₄的物质的量，计算并称取（NH₄）₂SO₄固体，并将其加入上面实验的蒸发皿中，缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜为止．

 

，得到硫酸亚铁铵的晶体．过滤后用无水乙醇洗涤晶体，除去其表面的水分，称量得到的晶体质量为m₃g．
①b处的操作是

 

；②制备莫尔盐晶体时，为什么不能将溶液蒸发至干？

 

（4）产品检验
微量Fe³⁺的分析．称0.5g产品置于25mL比色管中，加水溶解后加1mL 25%的KSCN溶液，继续加水至25mL刻度，摇匀，与教师所给标准对比，评价产品质量．写出该过程所发生反应的离子方程式：

 

【实验记录】

起始铁的质量m1/g	反应后铁的质量m2/g	莫尔盐的质量		产率
		理论产量/g	实际产量m3/g
5.0	2.2	c	14.7	d

Answer 1

分析：（2）①溶液趁热过滤防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失；
②加入过量铁粉防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺；
（3）①因硫酸亚铁铵的溶解度较小，可采用：加热浓缩、降温结晶、过滤操作；
②莫尔盐晶体含有结晶水，蒸干会使晶体分解；
（4）根据铁元素守恒可知，（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的物质的量等于参加反应的铁的物质的量为

m1-m2

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mol，再利用m=nM计算分析所发生的反应并书写离子反应方程式；

解答：解：（2）①a处的操作是趁热过滤，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：趁热过滤；
②Fe²⁺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⁺，减少产物中的Fe³⁺杂质，
故答案为：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；
（3）①因硫酸亚铁铵的溶解度较小，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，b处的操作是放置冷却，
故答案为：放置冷却；
②硫酸亚铁铵晶体中的结晶水受热容易失去，蒸干会使晶体分解，所以蒸发浓缩时加热到溶液表面有晶膜出现时停止加热，
故答案为：蒸干会使晶体分解；
（4）理论上（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的物质的量为

m1-m2

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mol，
所以理论上（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的质量为：

m1-m2

56

mol×392g/mol=

5.0-2.2

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mol×392g/mol=19.6g，
实际产量14.7g，所以有部分二价铁离子被氧化成了三价铁离子，三价铁离子和KSCN溶液反应生成硫氰化铁，向溶液中滴入KSCN溶液，溶液显血红色，
反应为Fe ³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，
故答案为：Fe ³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃；

点评：本题考查了制备硫酸亚铁铵晶体方法，注意合理分析题中信息、掌握物质分离提纯等有关实验操作是解答的关键，本题难度中等．