Question

將綠礬（FeSO₄?7H₂O）、硫酸銨[（NH₄）₂SO₄]以相等物質(zhì)的量混合可制得摩爾鹽[FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O]晶體．

Ⅰ根據(jù)如圖1回答：
（1）步驟1的主要作用是

 

．
（2）步驟3在溶液濃縮時不能蒸發(fā)至干，為什么？

 

．
（3）制得的晶體過濾后用無水乙醇洗滌而不用蒸餾水，理由是

 

．
Ⅱ制摩爾鹽的原料之一是硫酸銨，評價硫酸銨化肥的主要指標(biāo)如下：

指標(biāo) 項目	優(yōu)等品	一等品	合格品
外觀	白色結(jié)晶，無可見機(jī)械雜質(zhì)	無可見機(jī)械雜質(zhì)
氮（N）	≥21.0%	≥21.0%	≥20.5%

某研究性學(xué)習(xí)小組對某硫酸銨化肥樣品進(jìn)行了如下實驗探究：
[觀察外觀]該硫酸銨化肥無可見機(jī)械雜質(zhì)．
[實驗探究]按圖2示裝置進(jìn)行實驗．
[交流討論]
（1）甲同學(xué)：根據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù)，計算的硫酸銨化肥的含氮量可能偏高，因為實驗裝置中存在一個明顯缺陷是：

 

．
（2）乙同學(xué)：實驗過程中，往燒瓶中加入的濃氫氧化鈉溶液一定要足量并充分加熱，原因是

 

．
[探究結(jié)論]
稱取13.5g硫酸銨化肥樣品，用改進(jìn)后的實驗裝置重新進(jìn)行實驗，測得實驗后B裝置增重3.4g．由此可判斷該化肥的品質(zhì)為

 

．（選填“優(yōu)等品”、“一等品”、“合格品”）

Answer 1

考點：硫酸亞鐵的制備

專題：實驗題

分析：制取摩爾鹽晶體流程為：先利用碳酸鈉溶液呈堿性，除去鐵表面的油污，然后加稀硫酸溶解，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成亞鐵離子，加入硫酸銨發(fā)生（NH₄）₂ SO₄+FeSO₄+6H₂O=（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O↓，結(jié)晶過濾，摩爾鹽易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑，用酒精洗滌摩爾鹽，得到摩爾鹽晶體．
Ⅰ（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解使Na₂CO₃溶液呈堿性，油脂在堿性溶液中水解，利用碳酸鈉溶液呈堿性，除去鐵表面的油污；
（2）當(dāng)有晶膜出現(xiàn)時，則停止加熱，蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中，晶體可能會受熱分解或被氧化；
（3）根據(jù)“相似相溶原理”可知摩爾鹽易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑；
Ⅱ（1）制取氨氣為固體和液體反應(yīng)，所以制取的氣體中含有液體需干燥；
（2）濃氫氧化鈉，參加反應(yīng)的氫氧根離子濃度大，加熱能加快反應(yīng)的速率；
[探究結(jié)論]
B增重的質(zhì)量為生成氨氣的質(zhì)量，根據(jù)它算出硫酸銨的質(zhì)量，再進(jìn)一步求出樣品中硫酸銨的質(zhì)量，再根據(jù)含氮的量進(jìn)行判斷；

解答： 解：制取摩爾鹽晶體流程為：先利用碳酸鈉溶液呈堿性，除去鐵表面的油污，然后加稀硫酸溶解，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成亞鐵離子，加入硫酸銨發(fā)生（NH₄）₂ SO₄+FeSO₄+6H₂O=（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O↓，結(jié)晶過濾，摩爾鹽易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑，用酒精洗滌摩爾鹽，得到摩爾鹽晶體．
Ⅰ（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使Na₂CO₃溶液呈堿性，油脂在堿性溶液中水解生成溶于水的物質(zhì)易于洗去，步驟1中加入10%Na₂CO₃溶液的主要作用是除去鐵屑表面的油污，
故答案為：除去鐵屑表面的油污；
（2）濃縮結(jié)晶莫爾鹽時要用小火加熱，加熱濃縮初期可輕微攪拌，但注意觀察晶膜，若有晶膜出現(xiàn)，則停止加熱，不能蒸發(fā)至干，因為①蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中②蒸干時晶體會受熱分解或被氧化，③得不到含有結(jié)晶水的晶體，
故答案為：①蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中②蒸干時晶體會受熱分解或被氧化，③得不到含有結(jié)晶水的晶體；           
（3）摩爾鹽易溶于水，不能用蒸餾水洗滌，但摩爾鹽屬于無機(jī)物難溶于有機(jī)物，可用乙醇進(jìn)行洗滌，洗去晶體表面的液體雜質(zhì)，同時減少蒸餾水中溶解氧對晶體的氧化，
故答案為：①減少晶體在洗滌時的溶解 ②減少蒸餾水中溶解氧對晶體的氧化；
Ⅱ．（1）制取氨氣為氫氧化鈉溶液與硫酸銨固體反應(yīng)，所以生成的氨氣中含有水蒸氣，隨氨氣一同進(jìn)入B裝置中，影響氨氣的質(zhì)量，影響含氮量的測定，所以需增加一個干燥裝置；
故答案為：A、B裝置間缺一個干燥裝置； 
（2）氫氧化鈉的濃溶液，電離出的氫氧根離子濃度大，與銨根離子反應(yīng)的氫氧根離子濃度大，加熱溫度高，反應(yīng)速度快，所以，加入足量濃氫氧化鈉溶液并充分加熱，能使硫酸銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH₃，
故答案為：使硫酸銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH₃；
[探究結(jié)論]
增重的3.4g為氨氣的質(zhì)最，設(shè)13.5g樣品中含有（NH₄）₂SO₄的質(zhì)量為x：
（NH₄）₂SO₄+2NaOH

△   .

Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O
 132                         34
  x                          3.4g
132：34=x：3.4g                   解得：x=13.2g  

13.2g

132g/mol

=0.1mol，含0.2mol氮原子，氮的質(zhì)量為2.8g，

2.8g

13.5g

×100%=20.7%    20.5%≤20.7%≤21.0%，為合格品，
故答案為：該化肥為合格品；

點評：本題主要考查了制取摩爾鹽晶體、制取氨氣的實驗，掌握反應(yīng)原理是解答的關(guān)鍵，題目較綜合，難度中等．