Question

15．硫酸亚铁铵晶体[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]是一种稳定的还原剂，其制备流程如图1：

（1）硫酸浓度过大，反应过快同时会使FeSO₄溶液中混有Fe³⁺（填离子符号）．
（2）铁粉中混有少量P、S等元素，反应过程中产生的气体有刺激性气味，实验中应采取的措施在通风橱里进行．
（3）铁粉未完全反应，就得趁热过滤，图2中合适的过滤装置是B．
几种物质的溶解度（g/100gH₂O）

物质	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	70℃
FeSO4•7H2O	28.8	40.0	48.0	60.0	73.3	-	-
（NH4）2SO4	70.6	73	75.4	78.0	81	84.5	94.9
（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O	14.5	18.1	21.2	24.5	27.9	31.3	38.5

（4）利用FeSO₄与（NH₄）₂SO₄制备（NH₄）2Fe（SO₄）₂•6H₂O的原理是由于（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O溶解度较小，发生FeSO₄+（NH₄）₂SO₄+6H₂O=（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，析出晶体（用化学方程式及必要的文字说明）．
（5）将（NH₄）₂SO₄晶体加入到FeSO₄滤液中，加热搅拌至全部溶解，再蒸发浓缩至溶液表面有晶膜出现时，静置冷却结晶，抽滤，用少量乙醇洗涤晶体2～3次，将晶体放在表面皿上晾干，最终得到的产品质量为19.6g，本次实验产率为77.8%（本次实验使用4.0g铁粉，剩余0.4g未反应）．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸具有强氧化性；
（2）有刺激性气味有毒的气体要在通风橱里进行；
（3）考虑B装置能保持温度；
（4）根据表中物质的溶解度可知（NH₄）₂Fe（SO₄） ₂•6H₂O溶解度较小析出；
（5）将（NH₄）₂SO₄晶体加入到FeSO₄滤液中，加热搅拌至全部溶解，再蒸发浓缩至溶液表面有晶膜出现时，静置冷却结晶，抽滤，用少量乙醇洗涤晶体2～3次，将晶体放在表面皿上晾干可得产品；根据铁元素守恒，由参与反应的铁粉计算产品的理论产量，再计算产率．

解答 解：（1）浓硫酸具有强氧化性，能将铁氧化到高价态的Fe³⁺；
故答案为：Fe³⁺；
（2）铁粉中混有少量P、S等元素，反应过程中产生的气体有刺激性气味，应在通风橱里进行；
故答案为：在通风橱里进行；
（3）铁粉未完全反应，就得趁热过滤，B装置能保证实验的温度，可使铁粉反应较为充分一些；
故答案为：B；
（4）从图中几种物质的溶解度可知：由于（NH₄）₂Fe（SO₄） ₂•6H₂O溶解度较小，发生FeSO₄+（NH₄）₂SO₄+6H₂O=（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，析出晶体；
故答案为：由于（NH₄）₂Fe（SO₄） ₂•6H₂O溶解度较小，发生FeSO₄+（NH₄）₂SO₄+6H₂O=（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，析出晶体；
（5）将（NH₄）₂SO₄晶体加入到FeSO₄滤液中，加热搅拌至全部溶解，再蒸发浓缩至溶液表面有晶膜出现时，静置冷却结晶，抽滤，用少量乙醇洗涤晶体2～3次，将晶体放在表面皿上晾干可得产品；
由铁元素守恒，本次实验使用4.0g铁粉，剩余0.4g未反应，则有：
Fe～（NH₄）₂Fe（SO₄） ₂•6H₂O
56                            392
4.0g-0.4g                  m
产品的理论产量为m=$\frac{392×3.6g}{56}$=25.2g，则本次实验产率为$\frac{19.6g}{25.2g}×100%$≈77.8%；
故答案为：蒸发浓缩；乙醇；77.8%．

点评 本题考查了物质的制备，涉及物质的 性质，实验操作，计算等知识点，为高考常见题型，注意对基础知识和常见物质性质的掌握，对题目信息的提取，题目难度中等．