Question

1．工业上用生锈的Fe粉和Cu粉的混合物制备CuSO₄•5H₂O和FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O的工艺流程如图1所示．
已知：①几种物质的溶解度（g/100gH₂O）如表所示．

	FeSO4•7H2O	（NH4）2SO4	FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O
20℃	48	75	37
60℃	101	88	38

②溶液pH＞4时，Fe²⁺容易被氧化．
请回答：
（1）过滤所用的主要玻璃仪器为玻璃棒、漏斗、烧杯．
（2）溶液1中的主要溶质为FeSO₄、H₂SO₄（填化学式）．
（3）进行操作2时，从溶液中析出晶体后，需趁热过滤，原因为减小硫酸亚铁和硫酸铵的析出使得FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O晶体更纯．
（4）FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O用适量稀硫酸洗涤，而不是用水洗涤的原因为抑制亚铁离子和铵根离子的水解，防止亚铁离子被氧化．
（5）称取2.50gCuSO₄•5H₂O样品，灼烧过程中样品质量随温度（T）变化的曲线如图2所示．
①120℃所的固体，继续加热至258℃时失水，所发生反应的化学方程式为CuSO₄•H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O．
②900℃时剩余固体只有一种铜的氧化物，其化学式为Cu₂O．

Answer 1

分析 流程分析可知生锈的Fe粉和Cu粉的混合物，加入足量和稀硫酸得硫酸亚铁溶液及铜固体，过滤得滤渣1为铜，滤液1为硫酸亚铁和稀硫酸混合溶液，在铜中再加硫酸同时通入氧气氧化铜得硫酸铜溶液，经蒸浓缩、降温结晶可得硫酸晶体，滤液1经调节PH值，再加入硫酸铵，经蒸发浓缩，趁热过滤可得FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O晶体，同时可减小硫酸亚铁和硫酸铵的析出使得FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O晶体更纯，再经适量稀硫酸洗涤干燥得较纯的FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O晶体，据此答题；

解答 解：流程分析可知生锈的Fe粉和Cu粉的混合物，加入足量和稀硫酸得硫酸亚铁溶液及铜固体，过滤得滤渣1为铜，滤液1为硫酸亚铁和稀硫酸混合溶液，在铜中再加硫酸同时通入氧气氧化铜得硫酸铜溶液，经蒸浓缩、降温结晶可得硫酸晶体，滤液1经调节PH值，再加入硫酸铵，经蒸发浓缩，趁热过滤可得FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O晶体，同时可减小硫酸亚铁和硫酸铵的析出使得FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O晶体更纯，再经适量稀硫酸洗涤干燥得较纯的FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O晶体，
（1）过滤所用的主要玻璃仪器为玻璃棒、漏斗、烧杯，
故答案为：；
（2）根据上面分析可知，溶液1中的主要溶质为FeSO₄、H₂SO₄，
故答案为：FeSO₄、H₂SO₄；
（3）根据题中提供的溶解度数据可知，进行操作2时，从溶液中析出晶体后，需趁热过滤，原因为减小硫酸亚铁和硫酸铵的析出使得FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O晶体更纯，
故答案为：减小硫酸亚铁和硫酸铵的析出使得FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O晶体更纯；
（4）FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O用适量稀硫酸洗涤，抑制亚铁离子和铵根离子的水解，防止亚铁离子被氧化，
故答案为：抑制亚铁离子和铵根离子的水解，防止亚铁离子被氧化；
（5）①设 CuSO₄•5H₂O分解的方程式为CuSO₄•5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄•（5-x）H₂O+xH₂O，
                                                                250                                          18x
                                                                2.5                                         2.5-1.78
解得x=4，对应固体的化学式为CuSO₄•H₂O，同理可推知，1.60g对应固体的化学式为CuSO₄，所以发生反应的化学方程式为CuSO₄•H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O，
故答案为：CuSO₄•H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O；
②2.50gCuSO₄•5H₂O样品中铜元素的物质的量为0.01mol，根据铜元素守恒可知，900℃时剩余固体只有一种铜的氧化物中铜元素也为0.01mol，而此时固体的质量为0.72g，所以氧化物中氧元素的物质的量为$\frac{0.72-0.01×64}{16}$mol=0.005mol，所以该铜的氧化物的化学式为 Cu₂O，
故答案：Cu₂O．

点评 本题考查了CuSO₄•5H₂O和FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O的制取，涉及的知识点比较多，可以根据信息及所学知识，合理分析得出正确结论，本题难度中等