Question

9．绿矾（FeSO₄•7H₂O）在工业上有重要的用途．图是FeSO₄•7H₂O实验室制备流程图．根据题意完成下列填空

（1）碳酸钠溶液能除去脂类油污，是因为CO₃^2-水解：CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-，溶液呈碱性，酯在碱性条件下完全水解（结合离子方程式解释），反应Ⅰ需要加热，其原因是升高温度，促进水解，溶液碱性增强，使反应充分进行．
（2）反应Ⅱ需要100mL1.5mol•L^-1的稀H₂SO₄溶解洁净的铁屑，用质量分数为98%、密度为1.84g•cm^-3的浓H₂SO₄配置，所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及100mL容量瓶
（3）废铁屑中含氧化铁，无需在制备前除去，理由是（用离子方程式回答）Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
（4）判断反应Ⅱ完成的现象是铁粉不再溶解，铁粉表面不再有气泡产生．
（5）操作A是过滤，操作B是洗涤、干燥．

Answer 1

分析 用饱和的碳酸钠溶液洗去铁屑表面的油污，过滤分离得到Fe，Fe与硫酸反应得到硫酸亚铁，过滤分离得到硫酸亚铁溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作可得到FeSO₄•7H₂O．
（1）碳酸钠溶液呈碱性，使油脂在碱性条件下发生水解；盐的水解为吸热反应，升温促进水解，溶液碱性增强；
（2）配制100mL1.5mol•L^-1的稀H₂SO₄溶解洁净的铁屑，所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及100mL容量瓶；
（3）氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，Fe与硫酸铁反应生成硫酸亚铁；
（4）硫酸反应完毕时，不再有氢气生成、Fe粉不再溶解；
（5）操作A是分离互不相溶的固体与液体，操作B是对过滤后的晶体进行洗涤、干燥．

解答 解：用饱和的碳酸钠溶液洗去铁屑表面的油污，过滤分离得到Fe，Fe与硫酸反应得到硫酸亚铁，过滤分离得到硫酸亚铁溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作可得到FeSO₄•7H₂O．
（1）CO₃^2-水解：CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-，溶液呈碱性，酯在碱性条件下完全水解，所以可用纯碱溶液除油污，升高温度，促进水解，溶液碱性增强，使反应充分进行，
故答案为：CO₃^2-水解：CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-，溶液呈碱性，酯在碱性条件下完全水解；升高温度，促进水解，溶液碱性增强，使反应充分进行；
（2）用量筒量取浓硫酸体积，再烧杯中稀释，并用玻璃棒搅拌，冷却后移入1mol容量瓶中，加水中刻度线1-2cm处改用胶头滴管定容，
故答案为：100mL容量瓶；
（3）废铁中含氧化铁，无需制备前除去，因最终溶液是FeSO₄溶液，氧化铁和硫酸生成硫酸铁、铁和硫酸铁生成硫酸亚铁，离子方程式为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）铁与硫酸反应基本完成的现象是：溶液中不再有气泡产生、铁粉不再溶解，
故答案为：铁粉不再溶解，铁粉表面不再有气泡产生；
（5）操作A是分离互不相溶的固体与液体，采取过滤操作，操作B是对过滤后得到的硫酸亚铁晶体进行洗涤、干燥，
故答案为：过滤；洗涤、干燥．

点评 本题考查物质制备工艺流程，涉及物质的分离提纯、对原理的分析评价、溶液配制等，熟练掌握元素化合物知识，有利于培养学生分析能力、实验能力，难度中等．