Question

綠礬（FeSO₄?7H₂O）是一種重要的食品和飼料添加劑．資料顯示，硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度以及析出晶體的組成均不同．

溫度（℃）	0	10	30	50	56.7		60	64		70	80	90
溶解度（g/100g水）	14.0	17.0	25.0	33.0	35.2		35.3	35.6		33.3	30.5	27.0
析出晶體	FeSO4?7H2O					FeSO4?4H2O			FeSO4?H2O

在實驗室里可以通過下列流程用廢鐵屑制備綠礬：

完成下列填空：
（1）使用Na₂CO₃（aq）作前期處理時，需要采取的措施是

 

．
A、冷卻一段時間     B、常溫放置一段時間      C、加熱保溫一段時間
（2）試劑a是

 

． 酸溶時，當(dāng)看到

 

現(xiàn)象時應(yīng)停止加熱，并趁熱過濾，所得濾渣中一定含有的物質(zhì)是

 

．
（3）利用如圖裝置對所獲產(chǎn)品（FeSO₄?nH₂O）中結(jié)晶水的含量進(jìn)行測定．

在稱量C中的硬質(zhì)玻璃管（82.112g）、裝入晶體后的硬質(zhì)玻璃管（86.282g）、D的質(zhì)量（78.368g）后，實驗步驟如下：

步驟I的目的是

 

；操作甲是

 

，操作丙是

 

（填寫編號）．
a、關(guān)閉K₁      b、熄滅酒精燈      c、冷卻到室溫       d、烘干
（4）步驟 IV稱得此時C中硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為84.432g，D的質(zhì)量為80.474g．產(chǎn)品硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?nH₂O）中n=

 

；相對誤差為

 

．產(chǎn)生誤差的可能原因是：

 

、

 

（選寫2條）．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）碳酸鈉溶液為堿性溶液，能夠除去油污，且加熱促進(jìn)碳酸鈉水解，堿性增強(qiáng)；
（2）要制備硫酸亞鐵，所以要用稀硫酸溶解鐵屑，為了防止亞鐵離子被氧化，F(xiàn)e不能全部消耗；
（3）二價鐵易被氧化，所以要先通二氧化碳排盡裝置中的氧氣；然后點燃酒精燈加熱；充分加熱后，熄滅酒精燈，繼續(xù)通二氧化碳，待冷卻到室溫，關(guān)閉K₁停止通二氧化碳，最后稱量固體的質(zhì)量；
（4）根據(jù)已知數(shù)據(jù)求出水的質(zhì)量和晶體的質(zhì)量，根據(jù)二者的物質(zhì)的量關(guān)系求出n；根據(jù)影響測定的水的質(zhì)量的因素分析．

解答： 解：（1）碳酸鈉溶液為堿性溶液，能夠除去油污，且加熱促進(jìn)碳酸鈉水解，堿性增強(qiáng)，去油污的能力增強(qiáng)，所以碳酸鈉溶液要加熱保溫一段時間；
故答案為：洗油污；促進(jìn)水解；
（2）要制備硫酸亞鐵，所以要用稀硫酸溶解鐵屑，為了防止亞鐵離子被氧化，F(xiàn)e不能全部消耗，則加入稀硫酸時當(dāng)溶液中氣泡較少時即停止加硫酸，防止Fe被耗盡；由于Fe有剩余，則過濾時濾渣中一定含有Fe；
故答案為：稀硫酸；溶液中氣泡較少時；Fe；
（3）二價鐵易被氧化，所以要先通二氧化碳排盡裝置中的氧氣；然后點燃酒精燈加熱；充分加熱后，熄滅酒精燈，繼續(xù)通二氧化碳，待冷卻到室溫，關(guān)閉K₁停止通二氧化碳，最后稱量固體的質(zhì)量；
故答案為：排盡裝置中的空氣，防止硫酸亞鐵被氧化；b；a；
（4）通過以上數(shù)據(jù)得出，晶體質(zhì)量為86.282g-82.112=4.170g，加熱完全分解后剩余固體的質(zhì)量為84.432g-82.112=2.320g，
所以

18n

152

=

4.170-2.320

2.320

，解得n=6.734；
相對誤差為

6.734-7

7

×100%=-3.8%；
求出的n的值比實際的值偏小，說明測量的水的質(zhì)量偏小，①加熱時間過短，結(jié)晶水未完全失去、②冷卻結(jié)晶時，可能在56.7℃以上有晶體析出，則獲得、③未進(jìn)行恒重操作等均會使測量的水的質(zhì)量偏��；
故答案為：6.734；-3.8%；加熱時間過短，結(jié)晶水未完全失去、冷卻結(jié)晶時，可能在56.7℃以上有晶體析出．

點評：本題考查較為綜合，涉及化學(xué)實驗方案的評價以及相關(guān)計算等知識，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰�、計算能力的考查，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累，難度中等．