Question

5．硫酸亚铁铵[（NH₄）₂SO₄•Fe SO₄•6H₂O]为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下．
步骤1：将废铁屑放人碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑．
步骤2：向处理过的铁屑中加入过量3mol•L^-l H₂SO₄溶液，在60℃左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO₄溶液．
步骤3：向所得FeSO₄溶液中加入饱和（NH₄）₂SO₄溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体．
请回答下列问题：
（1）在步骤1的操作中，下列仪器中不必用到的有②④（填仪器编号）．
①铁架台②燃烧匙③锥形瓶④广口瓶⑤研钵⑥玻璃棒⑦酒精灯
（2）在步骤2中所加的硫酸必须过量，其原因是加酸抑制亚铁离子的水解．
（3）在步骤3中．“一系列操作”依次为蒸发浓缩、冷却结晶和过滤．
（4）本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe³⁺杂质．检验Fe³⁺常用的试剂是KSCN，可以观察到的现象是溶液变血红色．

Answer 1

分析 本题是利用废铁屑制备硫酸来铁铵的实验设计题，涉及利用纯碱洗涤再过滤洗涤的方法除去铁锈表面油污、滴加过量稀硫酸防二价铁水解，以及利用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等操作从溶液里得到晶体的方法，还讨论了用KSCN溶液检验溶液里的Fe³⁺，据此可作答；
（1）步骤1是溶液的加热和过滤，结合加热与过滤基本操作选择仪器，另外还要考虑加快溶解的措施；
（2）亚铁离子在加热过程中会发生水解；
（3）步骤3是由溶液中获得晶体，是抑制亚铁离子的水解下的蒸发与结晶过程；
（4）Fe³⁺遇KSCN溶液显血红色，常用作检验Fe³⁺．

解答 解：（1）步骤1是先将废铁屑研碎，再放在纯碱溶液里洗涤，可用玻璃棒搅拌并加热，然后过滤，需要的仪器有：研钵、铁架台、漏斗、石棉网、烧杯、玻璃棒、酒精灯，故不需要燃烧匙、广口瓶，故选：②④；
（2）亚铁离子在加热过程中会发生水解，因而要加酸抑制亚铁离子的水解，故所加的硫酸必须过量，故答案为：加酸抑制亚铁离子的水解；
（3）步骤3是由溶液中获得晶体，亚铁离子在加热过程中会发生水解，应在抑制亚铁离子的水解情况下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（4）选用KSCN溶液检验溶液里的Fe³⁺，现象是溶液变血红色，故答案为：KSCN；溶液变血红色．

点评 本题考查溶液的加热、过滤、固体溶解、蒸发（防水解）、结晶等一系列实验基本操作、离子检验等，难度不大，是对所学知识的综合运用，注意基础知识的掌握．