Question

19．硫酸亞鐵銨晶體化學(xué)式為xFeSO₄•y（NH₄）₂SO₄•zH₂O，在制藥、電鍍方面有廣泛的應(yīng)用．
資料：①硫酸亞鐵銨晶體易溶于水，不溶于乙醇；②硫酸亞鐵銨晶體受熱時(shí)，在200℃以下只有結(jié)晶水失去．
 
【探究一】：制備硫酸亞鐵銨晶體：學(xué)生用含有少量銅的廢鐵屑制備硫酸亞鐵銨晶體，流程如圖1：
（1）在盛有廢鐵屑的容器中，倒入熱水和洗滌劑，充分?jǐn)嚢瑁�以除去廢鐵屑表面的油污，這是利用洗滌劑的乳化作用；操作①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）過濾所需的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗．過濾操作中濾紙有多種折法，為了加快過濾速率，你選擇折法是A；（3）操作①中過濾時(shí)，要趁熱進(jìn)行說明：溫度高，F(xiàn)eSO₄溶解度大（大或小），過濾后得到的固體中一定含有的物質(zhì)是Cu；
（4）操作②的目的是得到硫酸亞鐵銨晶體．操作順序是：b→c→a→d；
a．過濾    b．加熱濃縮    c．冷卻結(jié)晶  d．洗滌干燥
（5）操作②中使用乙醇洗滌，可快速晾干．這樣做的優(yōu)點(diǎn)是AB；
A、避免用水洗滌所造成的晶體損耗    B、酒精易揮發(fā)，可低溫晾干晶體
【探究二】：探究硫酸亞鐵銨的組成
【實(shí)驗(yàn)步驟】：取2份等質(zhì)量的硫酸亞鐵銨晶體，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：向一份中加入過量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后得到0.68g  NH₃；向另一份中加入過量的BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥得到9.32g沉淀．回答下列問題：
（6）實(shí)驗(yàn)中生成的NH₃能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)；寫出（NH₄）₂SO₄與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式：（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O；
（7）取最后一次洗滌液，加入Na₂SO₄溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則x 和y的比值1：1（相對(duì)分子質(zhì)量：NH₃-17、BaSO₄-233）；為進(jìn)一步確定硫酸亞鐵銨晶體的組成，另取7.84g硫酸亞鐵銨晶體，并加熱使其分解，剩余固體質(zhì)量與溫度的關(guān)系如圖3所示，則：根據(jù)圖示數(shù)據(jù)，硫酸亞鐵銨晶體中，x：y：z=1：1：6；
（8）寫出A點(diǎn)到B點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+（NH₄）₂SO₄•2H₂O+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)洗滌劑有乳化作用分析洗滌劑的作用，根據(jù)鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣書寫反應(yīng)的方程式；
（2）根據(jù)過濾的操作、過濾器的制法解答；
（3）根據(jù)根據(jù)銅不會(huì)和硫酸反應(yīng)，所以可以過濾出來；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的操作分析硫酸亞鐵的溶解度；
（4）根據(jù)硫酸亞鐵的溶解度受溫度的影響分析結(jié)晶的方法；
（5）根據(jù)硫酸亞鐵銨晶體易溶于水不溶于酒精及酒精的性質(zhì)分析解答；
（6）根據(jù)氨氣能和水反應(yīng)生成氨水，氨水呈堿性能使石蕊變藍(lán)色；（NH₄）₂SO₄與NaOH反應(yīng)生成硫酸鈉、水和氨氣和復(fù)分解反應(yīng)的定義解答；
（7）證明氯化鋇過量只要證明鋇離子有剩余即可，根據(jù)硫酸銨與氫氧化鈉和和氯化鋇的反應(yīng)分析計(jì)算x和y的比值，再結(jié)合分析的反應(yīng)求出x、y、z的比值；
（8）A到B時(shí)xFeSO₄•y（NH₄）₂SO₄•zH₂O分解得到的硫酸銨、硫酸亞鐵銨晶體和水的過程．

解答 解：（1）倒入熱水和洗滌劑，充分?jǐn)嚢�，以除去廢鐵屑表面的油污，這是利用洗滌劑的乳化作用；鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）過濾所需的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗．過濾操作中濾紙有多種折法，為了加快過濾速率，你選擇折法是A；
（3）加入稀硫酸后，鐵可以和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，但銅不會(huì)和硫酸反應(yīng)，因此銅就被過濾出來，所以，過濾后得到的固體中一定含有的物質(zhì)是銅；
（4）操作②的目的是得到硫酸亞鐵銨晶體，由于硫酸亞鐵銨的溶解度受溫度的影響較大，所以基本操作步驟：加熱濃縮，然后冷卻結(jié)晶；再過濾；最后洗滌干燥．
（5）硫酸亞鐵溶于水不溶于酒精，用A方法洗滌硫酸亞鐵晶體損失較多，可用酒精洗滌，酒精又易揮發(fā)，能得到大量的純凈的硫酸亞鐵晶體，故答案：AB；
（6）氨氣能和水反應(yīng)生成氨水，氨水呈堿性能使石蕊變藍(lán)色；（NH₄）₂SO₄與NaOH反應(yīng)生成硫酸鈉、水和氨氣； 反應(yīng)的方程式是（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O；
（7）加入硫酸鈉若不產(chǎn)生白色沉淀證明沉淀上已不附著BaCl₂，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈，
設(shè)硫酸亞鐵銨晶體中硫酸銨的質(zhì)量為x；
（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O
   132                   34
   x                0.68g
$\frac{132}{34}=\frac{x}{0.68g}$   解得：x=2.64g
設(shè)和硫酸銨反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀的質(zhì)量為y
（NH₄）₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NH₄Cl
   132            233           
    2.64g          y
  $\frac{132}{233}=\frac{2.64g}{y}$   解得：y=4.66g     y=4.66g
所以和硫酸亞鐵反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鋇沉淀的質(zhì)量為9.32g-4.66g=4.66g；
設(shè)和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀的質(zhì)量為z
FeSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+FeCl₂
152         233
 z          4.66g
$\frac{152}{233}=\frac{z}{4.66g}$   解得：z=3.04g
硫酸亞鐵銨中$\frac{3.04g}{2.64g}$=$\frac{152x}{132y}$；$\frac{x}{y}$=$\frac{1}{1}$；故答案：1：1；
由A→B固體質(zhì)量減輕的質(zhì)量就是生成的水的質(zhì)量，7.84g硫酸亞鐵銨晶體中水的質(zhì)量為7.84g-5.68g=2.16g，$\frac{132y}{18z}$=$\frac{2.64g}{2.16g}$；$\frac{y}{z}$=$\frac{1}{6}$  故答案：1：1：6；
（8）（FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+（NH₄）₂SO₄•2H₂O+4H₂O）加熱FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O分解得到硫酸亞鐵、硫酸銨、和水，反應(yīng)的方程式是：FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+（NH₄）₂SO₄•2H₂O+4H₂O．
故答為：（1）乳化，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；（2）漏斗，A；（3）大，Cu；（4）c、a；（5）AB；（6）（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O；（7）1：1，1：1：硫；（8）FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+（NH₄）₂SO₄•2H₂O+4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 通過這個(gè)題培養(yǎng)學(xué)生觀察視圖的能力，以及比較分析的能力．本題考查了常見金屬的性質(zhì)以及某些鹽的性質(zhì)，完成此題，可以依據(jù)題干提供的內(nèi)容，從中抽取有用的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行．本題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，能較好的考查學(xué)生分析和解決問題的能力，考查了常見金屬的性質(zhì)以及某些鹽的性質(zhì)，解答時(shí)要依據(jù)題干提供信息，結(jié)合相關(guān)知識(shí)細(xì)心分析解答．