Question

【題目】FeSO4是一種精細(xì)化工產(chǎn)品，可用于治療缺鐵性貧血、制革、木材防腐等。制備步驟：①將3mol·L-1硫酸加入鐵粉里，微熱，攪拌使其充分反應(yīng)；②趁熱過(guò)濾；③在50℃左右蒸發(fā)、結(jié)晶，得到晶體——綠礬（FeSO4·7H2O）。回答下列問(wèn)題：

（1）制備FeSO4溶液時(shí)一般不用較濃硫酸而用3mol·L-1硫酸的原因是___________，反應(yīng)時(shí)要求鐵粉過(guò)量的理由是__________。

（2）檢驗(yàn)步驟①所得溶液中金屬陽(yáng)離子的方法是_________。

（3）步驟②趁熱過(guò)濾的原因是__________。

（4）在空氣中加熱綠礬，固體質(zhì)量與溫度變化曲線如下圖：

a曲線對(duì)應(yīng)的反應(yīng)化學(xué)方程式為____________。

c曲線對(duì)應(yīng)的物質(zhì)化學(xué)式為_________。

Answer 1

【答案】產(chǎn)生SO2，污染環(huán)境 防止生成Fe3+ 取少量待測(cè)液于試管中，加入KSCN溶液，無(wú)明顯變化，再滴加少量氯水溶液變紅色（或用NaOH溶液或K3[Fe(CN)6]溶液檢驗(yàn)，敘述合理均可得分） 防止硫酸亞鐵結(jié)晶析出造成損失 FeSO4·7H2OFeSO4·4H2O+3H2O Fe2O3

【解析】

（1）制備FeSO4溶液時(shí)一般不用較濃硫酸而用3mol·L-1硫酸的原因是濃硫酸有強(qiáng)的氧化性，與鐵發(fā)生反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生SO2氣體，污染環(huán)境；反應(yīng)時(shí)要求鐵粉過(guò)量是由于若鐵不足量，反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+容易被氧化產(chǎn)生Fe3+，Fe過(guò)量，產(chǎn)生的Fe3+與過(guò)量的Fe發(fā)生反應(yīng)又轉(zhuǎn)化為Fe2+；

（2）檢驗(yàn)步驟①所得溶液中金屬陽(yáng)離子Fe2+的方法是取少量待測(cè)液于試管中，加入KSCN溶液，無(wú)明顯變化，再滴加少量氯水溶液變紅色；或加入NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，沉淀會(huì)迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色；

（3）FeSO4在水中的溶解度隨溫度的變化而變化較大，步驟②趁熱過(guò)濾就可以防止硫酸亞鐵結(jié)晶析出造成損失；

（4）55.6g綠礬的物質(zhì)的量是n(FeSO4·7H2O)= 55.6g÷278g/mol=0.2mol，其中含有結(jié)晶水的質(zhì)量是0.2mol×7×18g/mol=25.2g，在a段減少的質(zhì)量是55.6g-44.8g=10.8g，小于25.2g，說(shuō)明失去的是結(jié)晶水，其物質(zhì)的量是n(H2O)= 10.8g÷18g/mol=0.6mol，即1mol鹽失去3mol結(jié)晶水，所以得到的物質(zhì)化學(xué)式是FeSO4·4H2O，分解反應(yīng)方程式是FeSO4·7H2OFeSO4·4H2O+3H2O；在0.2mol鹽中含有鐵元素的質(zhì)量是m(Fe)= 0.2mol×56g/mol=11.2g，而在c曲線對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量是16.0g，則含有氧元素的質(zhì)量是16.0g-11.2g=4.8g，其物質(zhì)的量是n(O)=4.8g÷16g/mol=0.3mol，n(Fe):n(O)=0.2mol:0.3mol=2:3，因此物質(zhì)的化學(xué)式是Fe2O3。