Question

鐵鹽、亞鐵鹽在工農業(yè)生產、生活、污水處理等方面有著極其廣泛的應用．用鐵屑與硫酸反應制備FeSO₄
已知4Fe²⁺+O₂+4H⁺?4Fe³⁺+2H₂O
FeSO₄在水中的溶解度見圖．
（1）首先，將鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污，分離出液體，用水洗凈鐵屑．此步驟中，分離出液體的方法通常不用過濾，使用的操作是

 

（填寫操作名稱）．
（2）向處理過的鐵屑中加入適量的硫酸，在一定溫度下使其反應到不再產生氣體，趁熱過濾，得FeSO₄溶液．此處：硫酸濃度應選擇

 

（a．濃硫酸  b.10moL?L^-1硫酸  c.3moL?L^-1硫酸  d．任意濃度硫酸）；溫度宜控制在

 

；加熱的同時需適當補充水，原因是

 

．反應中應保持

n(Fe)

n(H2SO4)

 

1（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）亞鐵鹽在空氣中易被氧化，但形成復鹽可穩(wěn)定存在．如“摩爾鹽”，即硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]，就是在FeSO₄溶液中加入少量稀H₂SO₄溶液，再加入飽和（NH₄）₂SO₄溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾等一系列操作后所得．過程中稀硫酸的作用是

 

．

Answer 1

考點：硫酸亞鐵的制備

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）由于Fe屑沉在容器的底部，溶液在上部，所以分離出液體的方法通常不用過濾，使用的操作是傾析法；
（2）在室溫下，F(xiàn)e在濃硫酸中會發(fā)生鈍化現(xiàn)象，在10moL/L硫酸中容易發(fā)生氧化還原反應產生硫酸鐵和SO₂和水；由于FeSO₄在60℃左右溶解度最大，所以溫度宜控制在60℃左右；
為防止硫酸亞鐵晶體析出，加熱的同時需適當補充水，為了防止在加熱的過程中Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e粉應該稍微過量一些；
（3）稀硫酸的作用是為了抑制Fe²⁺、NH₄⁺的水解，防止產物不純．

解答： 解：（1）首先，將鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污，分離出液體，用水洗凈鐵屑．此步驟中，由于Fe屑沉在容器的底部，溶液在上部，所以分離出液體的方法通常不用過濾，使用的操作是傾析法，故答案為：傾析；
（2）在室溫下，F(xiàn)e在濃硫酸中會發(fā)生鈍化現(xiàn)象．在10moL/L硫酸中容易發(fā)生氧化還原反應產生硫酸鐵和SO₂和水，不能得到硫酸亞鐵，所以要用3moL/L硫酸．由于FeSO₄在60℃左右溶解度最大，所以溫度宜控制在60℃左右．為防止硫酸亞鐵晶體析出，加熱的同時需適當補充水．為了防止在加熱的過程中Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e粉應該稍微過量一些．所以反應中應保持n（Fe）/n（H₂SO₄）＞1．
故答案為：c；60℃左右；防止硫酸亞鐵晶體析出；＞；
（3）在制取摩爾鹽如硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]的過程，就是在FeSO₄溶液中加入少量稀H₂SO₄溶液，再加入飽和（NH₄）₂SO₄溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾等一系列操作后所得．過程中稀硫酸的作用是為了抑制Fe²⁺、NH₄⁺的水解，防止產物不純，
故答案為：抑制Fe²⁺、NH₄⁺的水解．

點評：本題考查鐵鹽、亞鐵鹽的實驗方案的設計、評價、反應原理、鹽類的水解等知識，題目綜合性強，為高考高頻考點，特別注意學習化工生產中涉及用于混合物分離和提純的方法．