Question

硫酸亞鐵銨晶體俗名為摩爾鹽，化學(xué)式為xFeSO₄?y（NH₄）₂SO₄?zH₂O，在制藥、電鍍方面有廣泛的應(yīng)用．
資料：①硫酸亞鐵銨晶體易溶于水，不溶于乙醇；
②相關(guān)物質(zhì)的溶解度（單位：g）如下表：

溫度/℃	FeSO4	（NH4）2SO4	xFeSO4?y（NH4）2SO4?zH2O
10	20.0	73	17.2
20	26.5	75.4	21.6
30	32.9	78	28.1

③硫酸亞鐵銨晶體受熱時(shí)，在200℃以下只有結(jié)晶水失去．
【探究一】：制備硫酸亞鐵銨晶體
某興趣小組的學(xué)生用含有少量銅的廢鐵屑制備硫酸亞鐵銨晶體，流程如圖1：

（1）在盛有廢鐵屑的容器中，倒入熱水和洗滌劑，充分?jǐn)嚢瑁�以除去廢鐵屑表面的油污，這是利用洗滌劑的

 

作用；
（2）操作①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
（3）過濾所需的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、

 

．過濾操作中濾紙有多種折法，為了加快過濾速率，你選擇折法是

 

；

（4）操作①中過濾時(shí)，要趁熱進(jìn)行的原因是

 

，過濾后得到的固體中一定含有的物質(zhì)是

 

；
（5）操作②的目的是得到硫酸亞鐵銨晶體．操作順序是b→

 

→

 

→d；
a．過濾        b．加熱濃縮        c．冷卻結(jié)晶        d．洗滌干燥
（6）操作②中使用乙醇洗滌，可快速晾干．這樣做的優(yōu)點(diǎn)是

 

；
A、避免用水洗滌所造成的晶體損耗
B、酒精易揮發(fā)，可低溫晾干晶體
【探究二】：探究硫酸亞鐵銨的組成
【實(shí)驗(yàn)步驟】：取2份等質(zhì)量的硫酸亞鐵銨晶體，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．向一份中加入過量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后得到0.68gNH₃；向另一份中加入過量的BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥得到9.32g沉淀．
回答下列問題：
（7）實(shí)驗(yàn)中生成的NH₃能使?jié)駶?rùn)的

 

變藍(lán)；寫出（NH₄）₂SO₄與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，屬于

 

反應(yīng)；
（8）實(shí)驗(yàn)中加入過量BaCl₂溶液的目的

 

；
（9）取最后一次洗滌液，加入Na₂SO₄溶液，

 

，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈；
（10）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算x 和y的比值（2分，寫出計(jì)算過程；相對(duì)分子質(zhì)量：NH₃-17、BaSO₄-233）

 

；
為進(jìn)一步確定硫酸亞鐵銨晶體的組成，另取7.84g硫酸亞鐵銨晶體，并加熱使其分解，剩余固體質(zhì)量與溫度的關(guān)系如圖3所示．則：
（11）根據(jù)圖示數(shù)據(jù)，硫酸亞鐵銨晶體中，x：y：z=

 

；
（12）寫出A點(diǎn)到B點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,過濾的原理、方法及其應(yīng)用,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,金屬的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：物質(zhì)的制備,科學(xué)探究

分析：（1）根據(jù)乳化作用的概念解答；
（2）根據(jù)鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣書寫；
（3）根據(jù)過濾要用到的玻璃儀器包括：燒杯、漏斗、玻璃棒解答；
（4）銅不會(huì)和硫酸反應(yīng)，所以可以過濾出來；根據(jù)硫酸亞鐵的溶解性表格可知；
（5）根據(jù)制取硫酸亞鐵晶體的基本操作解答；
（6）硫酸亞鐵難溶于酒精可知．
（7）根據(jù)氨氣能和水反應(yīng)生成氨水，氨水呈堿性能使石蕊變藍(lán)色；（NH₄）₂SO₄與NaOH反應(yīng)生成硫酸鈉、水和氨氣和復(fù)分解反應(yīng)的定義解答；
（8）根據(jù)硫酸銨和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化銨分析解答；
（9）證明氯化鋇過量只要證明鋇離子有剩余即可；
（10）根據(jù)硫酸銨和氯化鋇反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算出硫酸銨的質(zhì)量；再硫酸銨和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀的質(zhì)量，然后用9.32g減去求出來的硫酸鋇的質(zhì)量既是硫酸鈉和氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量解答；
（11）圖象中的A到B就是xFeSO₄?y（NH₄）₂SO₄?zH₂O分解得到水蒸氣的質(zhì)量；
（12）A到B時(shí)xFeSO₄?y（NH₄）₂SO₄?zH₂O分解得到的硫酸銨、硫酸亞鐵銨晶體和水的過程．

解答：解：（1）倒入熱水和洗滌劑，充分?jǐn)嚢�，以除去廢鐵屑表面的油污，這是利用洗滌劑的乳化作用；故答案：乳化；
（2）鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；故答案：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）過濾要用到的玻璃儀器包括：燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案：漏斗；A；
（4）加入稀硫酸后，鐵可以和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，但銅不會(huì)和硫酸反應(yīng)，因此銅就被過濾出來；根據(jù)硫酸亞鐵的溶解表格可知，硫酸亞鐵在50℃到80℃時(shí)溶解度是比較大的；故答案為：增大硫酸亞鐵的溶解度；Cu．
（5）操作②的目的是得到硫酸亞鐵銨晶體，基本操作步驟：加熱濃縮，然后冷卻結(jié)晶；再過濾；最后洗滌干燥．
（6）硫酸亞鐵溶于水不溶于酒精，用A方法洗滌硫酸亞鐵晶體損失較多，可用酒精洗滌，酒精又易揮發(fā)，能得到大量的純凈的硫酸亞鐵晶體，故答案：AB；
（7）氨氣能和水反應(yīng)生成氨水，氨水呈堿性能使石蕊變藍(lán)色；（NH₄）₂SO₄與NaOH反應(yīng)生成硫酸鈉、水和氨氣；該反應(yīng)生成兩種化合物相互交換成分生成另外兩種化合物的反應(yīng)，屬復(fù)分解反應(yīng)； 答案：紫色石蕊試紙；（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O；復(fù)分解反應(yīng)；
（8）氯化鋇和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鐵，氯化鋇過量就是為了將硫酸根離子全部沉淀，故答案：將硫酸根離子全部沉淀；
（9）加入硫酸鈉若不產(chǎn)生白色沉淀證明沉淀上已不附著BaCl₂，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈，故答案：若不產(chǎn)生白色沉淀；
（10）設(shè)硫酸亞鐵銨晶體中硫酸銨的質(zhì)量為x；
（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O
   132                   34
    y                   0.68g

132

34

=

y

0.68g

y=2.64g
設(shè)和硫酸銨反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀的質(zhì)量為y
（NH₄）₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NH₄Cl
   132            233           
    2.64g          y
    

132

233

=

2.64g

y

     y=4.66g
所以和硫酸亞鐵反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鋇沉淀的質(zhì)量為9.32g-4.66g=4.66g；
設(shè)和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀的質(zhì)量為z
FeSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+FeCl₂
152         233
 z          4.66g

152

233

=

z

4.66g

   z=3.04g
硫酸亞鐵銨中

3.04g

2.64g

=

152x

132y

；

x

y

=

1

1

；故答案：1：1；
（11）由A→B固體質(zhì)量減輕的質(zhì)量就是生成的水的質(zhì)量，7.84g硫酸亞鐵銨晶體中水的質(zhì)量為7.84g-5.68g=2.16g，

132y

18z

=

2.64g

2.16g

；

y

z

=

1

6

故答案：1：1：6；
（12）加熱FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O分解得到硫酸亞鐵、硫酸銨、和水；故答案：FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O

△   .

FeSO₄+（NH₄）₂SO₄?2H₂O+4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：通過這個(gè)題培養(yǎng)學(xué)生觀察視圖的能力，以及比較分析的能力．本題考查了常見金屬的性質(zhì)以及某些鹽的性質(zhì)，完成此題，可以依據(jù)題干提供的內(nèi)容，從中抽取有用的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行．本題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，能較好的考查學(xué)生分析和解決問題的能力，考查了常見金屬的性質(zhì)以及某些鹽的性質(zhì)，解答時(shí)要依據(jù)題干提供信息，結(jié)合相關(guān)知識(shí)細(xì)心分析解答．