Question

某�；瘜W(xué)課外小組用硫酸鐵廢液(含少量硫酸銅和稀硫酸)，制備硫酸亞鐵晶體并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。制備硫酸亞鐵晶體主要的操作流程如下：

請(qǐng)根據(jù)題目要求回答下列問題。

(1)A的化學(xué)式為_______________，上述操作過程中用到的玻璃儀器有：①燒杯、②玻璃棒、③酒精燈、④溫度計(jì)、⑤_______________。

(2)趁熱過濾的目的是______________________________。

(3)結(jié)晶操作過程中應(yīng)控制濾液酸性的原因是______________________________。

(4)已知硫酸亞鐵銨〔(NH₄)₂Fe(SO₄)₂〕比硫酸亞鐵穩(wěn)定，常用在分析化學(xué)中。硫酸亞鐵銨可用硫酸銨和硫酸亞鐵反應(yīng)制得。實(shí)驗(yàn)室利用硫酸亞鐵銨溶液和草酸溶液反應(yīng)生成草酸亞鐵沉淀來制備草酸亞鐵。寫出硫酸亞鐵銨溶液與草酸溶液反應(yīng)的離子方程式：______________________________________。

(5)草酸亞鐵晶體(相對(duì)分子質(zhì)量180)受熱易分解。某課外小組設(shè)計(jì)如圖的實(shí)驗(yàn)裝置來檢驗(yàn)其分解產(chǎn)物。

①該裝置中最不合理的部分_______________(填字母)，原因是____________________。

②改用正確裝置實(shí)驗(yàn)開始后，B處變藍(lán)，說明草酸亞鐵晶體中有_______________；C處有白色沉淀，E處部分黑色粉末變?yōu)榧t色，說明草酸亞鐵分解產(chǎn)生_______________(填化學(xué)式，下同)；反應(yīng)后在A處試管中有黑色固體粉末(混合物)產(chǎn)生，倒出時(shí)有燃燒現(xiàn)象。A處試管中的黑色固體粉末可能是_______________。

Answer 1

(1)Fe  漏斗

(2)為減少過濾時(shí)硫酸亞鐵的損失

(3)抑制硫酸亞鐵水解

(4)Fe²⁺+H₂C₂O₄FeC₂O₄↓+2H⁺

(5)①A  試管口略向上傾斜，產(chǎn)生的水會(huì)回流使試管炸裂

②結(jié)晶水  CO、CO₂  Fe、FeO

解析：本題依托硫酸亞鐵晶體的制備，主要考查了除雜提純的基本操作，同時(shí)要求明確部分步驟的原理和目的。解題時(shí)要理清各題用意所在，弄清所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及鐵元素存在形態(tài)的變化.

(1)加入過量的鐵粉，將Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺等離子轉(zhuǎn)化為Fe²⁺；過濾使用的主要玻璃儀器是普通漏斗.

(2)趁熱過濾的目的是要避免某些成分在過濾過程中因遇冷而結(jié)晶或沉淀.

(3)結(jié)晶操作過程中控制濾液的酸性，應(yīng)從鹽類水解的角度考慮，防止硫酸亞鐵水解造成損耗.

(4)(NH₄)₂Fe(SO₄)₂與草酸反應(yīng)的方程式：(NH₄)₂Fe(SO₄)₂+H₂C₂O₄+2H₂OFeC₂O₄·2H₂O↓+ (NH₄)₂SO₄+H₂SO₄，此處要求寫出離子方程式，故沉淀寫成FeC₂O₄即可.Fe²⁺+H₂C₂O₄FeC₂O₄↓+2H⁺.

(5)根據(jù)草酸晶體的相對(duì)分子質(zhì)量為180，得其化學(xué)式為FeC₂O₄·2H₂O，判斷加熱時(shí)有水產(chǎn)生，故A裝置最不合理，原因考慮水回流炸裂試管，因“大試管管口略向上傾斜，產(chǎn)生的水會(huì)回流使試管炸裂”.根據(jù)B、C、E判斷產(chǎn)物有H₂O(或結(jié)晶水)、CO₂、CO，其中CO的存在使高價(jià)鐵不可能存在，考慮“黑色固體混合物粉末”，應(yīng)是Fe與FeO的混合，燃燒現(xiàn)象應(yīng)是溫度較高時(shí)Fe的燃燒情況.