(浙江专版)高中化学课时跟踪检测(十三)硫酸亚铁铵的制备苏教版选修6

1、11下列溶液有时呈黄色，其中由于久置时被空气中氧气氧化而变色的是( )A.浓硝酸B.硫酸亚铁C.高锰酸钾D .工业盐酸解析：选 B 久置的浓硝酸显黄色，是因为发生分解反应生成NO,浓硝酸里溶解了红棕色的 NO2而呈黄色；久置的 KMnO4溶液也不十分稳定，在酸性溶液中缓慢地分解，使溶液 显黄色：4MnO + 4H+=4Mn2 3Qf+ 2f0;工业盐酸呈黄色，是因为含有Fe3+杂质；硫酸亚铁在空气里，Fe2+被氧气氧化为 Fe3*,而使溶液显黄色。2. 工业上常用过量废铁屑与硫酸反应产生硫酸亚铁,铁屑中常含有下列杂质,其中对反应产品纯度影响不大的是 ()A.油污B .铁锈C.锌D .硫化物解析

2、：选 B 铁屑中含有油污会阻碍硫酸与铁的接触而影响反应速率; 铁屑中含有铁锈, 铁锈溶于硫酸生成硫酸铁后，Fe+ 2Fe3+=3F+,因此，铁屑中含有铁锈对反应及产品纯度影响不大;铁屑中含有锌,锌与硫酸反应生成硫酸锌影响产品纯度; 铁屑中含有硫化物 (FeS) , 与硫酸反应生成有毒的硫化氢气体。3. 铁屑溶于过量的稀硫酸,过滤后向滤液中加入适量硝酸,再加入过量的氨水,有红褐色沉淀生成。过滤、加热沉淀物至质量不再发生变化, 得到红棕色的残渣。上述沉淀和残 渣分别为 ( )A.Fe(OH)3;Fe2O3B.Fe(OH)2;FeOC.Fe(OH)2、Fe(OH)3;Fe3O4D. Fe2O3; F

3、e(OH)3解析：选 A 铁屑溶于过量的稀硫酸，发生反应：Fe+ FbSQ(稀)=FeSO+ H4 反应后过滤，滤液中应为 FeSQ 和 H2SQ。加入硝酸后的反应为 3FeSQ+ 4HNQ=Fe(SQ)3+ Fe(NQ)3 2*3*+ NOT+ 2H2O 即溶液中 Fe 转变为 Fe。加入过量氨水时，除中和HSQ 外还将生成红褐色的 Fe(QH)3沉淀：Fe3*+ 3NHH2O=Fe(QHH + 3Nbf，加热沉淀物至质量不再发生变化， 则 Fe(QH)3完全分解：2Fe(OH)3=Fe2O3+ 3H2O,所得残渣为红棕色的 FezQ。4.下列实验中,仪器的下端必须插入液面以下的是()1制备

4、氢气的简易装置中用来加稀硫酸的长颈漏斗2实验室用 MnQ 和浓盐酸制备氯气装置中的分液漏斗3用新制的 FeSQ 溶液和 NaQH 溶液制备 Fe(QH)2操作中的胶头滴管4将氯气溶于水制取氯水时的导气管5蒸馏石油时的温度计2A.B .C.D .全部解析：选 B 制 H2时，长颈漏斗必须插入液面以下，以避免Ha 逸出，正确；因为分液漏斗上有塞子，所以分液漏斗不必插入液面以下，不正确；为了避免滴加液体时带入Q,制取 Fe(0H)2时，胶头滴管应插入液面以下，正确；CI2在水中的溶解度不大， 不会引起倒吸，且 Cla有毒，不能排放到空气中，正确；蒸馏时，温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支 管口处，不正确

5、。5.将硫酸亚铁溶液和硫酸铵溶液按溶质物质的量之比为1：1混合，加热浓缩，再冷却结晶，最先析出的晶体是 ()A. 硫酸亚铁B. 硫酸铵C. 硫酸亚铁铵D. 硫酸亚铁和硫酸铵的混合晶体解析：选 C 由于复盐在水中的溶解度比组成它的每一种盐都要小，因此，将硫酸亚铁 溶液和硫酸铵溶液按溶质物质的量之比为1：1混合，加热浓缩，冷却结晶，最先析出的晶体是硫酸亚铁铵。6.在制备硫酸亚铁铵晶体的过程中，下列说法不正确的是()A. 应保持 HzSQ 适当过量，避免 Fe2*、Nh|的水解B. 将铁屑放入 NctCCQ 溶液中浸泡数分钟是为了除去铁屑表面的油污C. 将 FeSQ 和(NHOaSQ 的混合溶液加热

6、蒸干即可得到硫酸亚铁铵D. 洗涤硫酸亚铁铵晶体时，应用少量酒精洗去晶体表面附着的水分解析：选 C 将 FeSQ 和(NH)2SQ 的混合溶液蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜为止，不能 蒸干。7硫酸亚铁铵又称摩尔盐，是浅绿色单斜晶体，它在空气中比一般亚铁盐稳定，不易2*被氧化，溶于水但不溶于乙醇。它是常用的Fe2*试剂。硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一个组分FeSQ4或(NH)2SQ的溶解度都要小。因此，从 FeSQ 和(NHk)2SQ 溶于水所制得的混合溶液中，很容易得到结晶的摩尔盐。本实验是先将铁屑溶于稀 HbSQ 中生成 FeSQ,再往得到的 FeSQ 溶液中加入(NH4)2SQ4(其 物

7、质的量与 FeSQ 相等)，加热浓缩混合溶液，冷却过程中(NH02SQ FeSQ 6H2Q 复盐便可 结晶析出。回答下列问题：(1) 制备 FeSQ4时,硫酸为什么要过量 _。(2) 制备(NHSQ FeSQ 6H2Q 时，为什么要采用水浴加热浓缩 _。3(3) 如 何 计 算 (NH4)2SQ4的 质 量 和 硫 酸 亚 铁 铵 的 理 论 产 量 及 产 率(4) 如何制备不含氧的蒸馏水？为什么配制硫酸亚铁铵试液时要用不含氧的蒸馏水42 亠答案：(1)FeS04是强酸弱碱盐，水解显酸性，酸过量可防止Fe 的水解(2)水浴加热浓缩易控制加热温度，温度过高 Fe2+易被空气中的 02氧化mFe

8、m（NH02SO =MFeXM（NH4）2SQ,理论产量：m硫酸亚铁铵)=MFexM硫酸亚铁铵),(4)将普通蒸馏水煮沸冷却后立即使用；防止配制溶液时，部分&硫酸亚铁(FeSQ4 7H2Q)是一种重要的食品和饲料添加齐購实验室通过如下实验由废铁屑制备 FeSQ7H2Q 晶体:1将 5% NstCQ 溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去NCQ 溶液，然后将废铁屑用水洗涤23 次；2向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在5080C之间至铁屑耗尽;3趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；4待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤23 次，再用滤纸将晶

9、体吸干；5将制得的 FeSQ 7H2Q 晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。请回答下列问题：(1)_实验步骤的目的是，加热的作用是(2) 实验步骤明显不合理，理由是 _ 。(3) 实验步骤中用少量冰水洗涤晶体，其目的是 _经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSQ 7H2Q、FeSQ 4H2Q 和 FeSQ H2Q。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示(仅在 56.7C、64C温度下可同时析出两种晶体)。硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成温度/c010305056.76064708090溶解度/g14.017.025.033.035.235.335.63

10、3.030.527.0析出晶体FeSQ 7HzQFeSQ 4H2QFeSQH2Q若需从硫酸亚铁溶液中结晶出 FeSQ 4HQ,应控制的结晶温度(t)的范围为实际产量理论产量x100%Fe2+被 02氧化5解析：NazCQ 溶液是一种碱性溶液， 目的是除去原料上的油污；升高温度，促进了NQCQ的水解，溶液碱性增强，去油污能力增强。废铁屑中有三价铁，在实验操作中也必须除去。而在实验步骤中硫酸过量，不能保证三价铁完全除去，应该是铁屑过量(或反应后溶液中 必须有铁剩余)，否则溶液中可能有 Fe3+存在，使得最终产品中有三价铁。步骤用冰水洗涤， “洗”显然是除去实验中带入的杂质， 即洗涤除去晶体表面附着

11、的硫酸等杂质， 用“冰 水”洗涤而不用常温水洗涤，是为了尽可能减少晶体的溶解，降低洗涤过程中FeSQ 7H2O的损耗。(4)由题给数据可知，硫酸亚铁溶液中结晶出FeSQ - 4H.O,在 56.7Cvtv64C之间。实际上题中“仅在 56.7C、64C温度下可同时析出两种晶体”这句话也告诉我们， 除 56.7C、64C温度这两个温度不在范围内，其间的温度都可达到实验要求。答案： (1) 除油污 升高温度，溶液碱性增强，去油污能力增强(2) 应该铁屑过量(或反应后溶液中必须有铁剩余)，否则溶液中可能有 Fe3+存在(3) 用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO 7H2O 的损耗(4) 56.7Cvt

12、v64C9.硫酸亚铁铵(NH4)2SQ FeSO 6HO为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来 制备，其步骤如下：步骤 1：将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。步骤 2:向处理过的铁屑中加入过量的3 molL-1H2SO4溶液，在 60C左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO 溶液。步骤 3:向所得 FeSQ 溶液中加入饱和(NHSQ 溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸 亚铁铵晶体。请回答下列问题:(1) 在步骤 1 的操作中，下列仪器中不必用到的有 _(填编号 )。铁架台 燃烧匙 锥形瓶 广口瓶 研钵6玻璃棒 酒精灯(2) 在步骤 2 中所加的硫酸必须过

13、量，其原因是 _。(3) 在步骤 3 中，“一系列操作”依次为 _、_ 和过滤。(4) 本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有 Fe 杂质。检验 Fe 常用的试剂是 _ ，可以观察到的现象是解析: (1) 步骤 1 中加热用到的仪器有铁架台、锥形瓶、酒精灯、石棉网、玻璃棒；将 铁屑和溶液分开，故采用过滤操作，用到的仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒。(2) 过量的硫酸能保证铁屑充分反应完，同时也能防止生成的硫酸亚铁水解。(3) 将所得的溶液经蒸6发浓缩、冷却结晶、过滤就得到想要的晶体。(4)Fe3检验常用的试剂是硫氰化钾，如果溶液中含有 Fe3十，加入硫氰化钾后溶液变为血红色。答案: (1) (2)

14、过量的硫酸能保证铁屑充分反应完， 同时也能防止生成的硫酸亚铁水解 (3) 蒸发浓缩冷却结晶 (4)KSCN 溶液呈现血红色710.无水 MgBr2可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水图 1，主要步骤如图:步骤4 室温下用苯溶解粗品， 冷却至 0C,析出晶体，过滤，洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至 160C分解得无水 MgBr2产品。已知：Mg 和 Br2反应剧烈放热；MgBr2具有强吸水性。MgBr2+ 3C2H5OGH5MgBr2 3C2HOGH5请回答:(1) 仪器 A 的名称是_。实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是 _。(2) 如将装置 B 改为装置 C(图 2)，可能会导

15、致的后果是 _ 。(3) 步骤 3 中，第一次过滤除去的物质是 _。有关步骤 4 的说法，正确的是 _ 。A. 可用 95%的乙醇代替苯溶解粗品B. 洗涤晶体可选用 0C的苯C. 加热至 160C的主要目的是除去苯D. 该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴MgBr2,装置如步骤步骤反应完毕后恢复至常温，过滤，滤液转移至另一干燥的烧瓶中，冷却至0C,析出晶体, 再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。步骤1缓慢通入干燥的氮气，直至溴完全导入三颈瓶中。15 mL 液溴。8(5)为测定产品的纯度，可用EDTA 简写为Y )标准溶液滴定，反应的离子方程式：Mg* + Y4上=Mg 辛1滴定前润洗滴定管的操作方法是

16、 _ 。2测定时，先称取 0.250 0 g 无水 MgBh 产品，溶解后，用 0.050 0 molL的 EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA 标准溶液 26.50 mL ,则测得无水 MgBr2产品的纯度是_(以质量分数表示 )。解析：(1)仪器 A 为干燥管。本实验要用镁屑和液溴反应生成无水溴化镁，所以装置中不能有能与镁反应的气体，例如氧气，所以不能用干燥的空气代替干燥的氮气。B 改为装置 C,当干燥的氮气通入，会使气压变大，将液溴快速压入三颈瓶，反应过快大量放热而存在安全隐患。而装置 B 是利用干燥的氮气将溴蒸气通入三颈烧瓶中，反应可以控制，防止太快。(3)步骤 3 过滤出去的是不溶于水的镁屑。(4)A 项，95%勺乙醇中含有水，溴化镁有强烈的吸水性，错误；B 项，加入苯的目的是除去乙醚和溴，洗涤晶体用0C的苯，可以减少产品的溶解，正确；C 项，加热至 160C的主要目的是分解三乙醚合溴化镁得到溴化镁，不是为了除去苯，错误；D 项，该步骤是为了除去乙醚和溴，故正确。(5)滴定前润洗滴定管是需要从滴定管上口加入少量待装液，倾斜着转动滴定管， 使液体润湿内壁，然后从下部放出，重复 23 次。根据方程式分析，溴化镁的物质的量为0.050 0 mol