Question

【題目】硫酸鐵銨[aFe2(SO4)3·b(NH4)2SO4·cH2O]廣泛用于城鎮生活飲用水、工業循環水的凈化處理等。某化工廠以硫酸亞鐵（含少量硝酸鈣）和硫酸銨為原料，設計了如下工藝流程制取硫酸鐵銨。

請回答下列問題：

(1)硫酸亞鐵溶液加 H2SO4 酸化的主要目的是____________，濾渣 A的主要成分是______________。

(2)下列物質中最適合的氧化劑 B 是____________。

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4 d．K2Cr2O7

(3)操作甲、乙的名稱分別是：甲_____________，乙_____________。

(4)上述流程中，有一處不嚴密，請指出并修改_____________。

(5)檢驗硫酸鐵銨中NH4+的方法是_____________。

(6)稱取 14.00 g 樣品，將其溶于水配制成 100 mL 溶液，并分成兩等份，向其中一份 中加入足量 NaOH 溶液，過濾洗滌得到 2.14 g 沉淀；向另一份溶液中加入 0.05 mol Ba(NO3)2 溶液，恰好完全反應。則該硫酸鐵銨的化學式為_____________。

Answer 1

【答案】抑制Fe2+的水解 CaSO4 b 冷卻結晶 常溫晾干 氧化后和加熱蒸發前需檢驗Fe2+是否全部被氧化 在試管中加入少量樣品和氫氧化鈉固體加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，觀察到試紙變藍 Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O

【解析】

原料中加入硫酸酸化，可生成硫酸鈣沉淀，減壓過濾后向濾液中加入過氧化氫氧化可生成硫酸鐵；加入硫酸銨在80℃下反應可生成硫酸鐵銨，經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、常溫晾干可得到純凈的硫酸鐵銨，據此分析。

(1)硫酸亞鐵溶液中Fe2+水解顯酸性，加入硫酸抑制Fe2+的水解；同時硫酸根濃度增大，結合Ca2+生成CaSO4沉淀，答案為：抑制Fe2+的水解；CaSO4；

(2)為避免引入新的雜質，應該加入H2O2，因為其還原產物是水，答案為：b；

(3) 在80℃下反應可生成硫酸鐵銨，經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、常溫晾干可得到純凈的硫酸鐵銨，溫度不能過高，防止其分解，答案為：冷卻結晶；常溫晾干；

(4)為提高產品的純度，在加熱蒸發之前要檢驗Fe2+是否全部被氧化， 答案為：氧化后和加熱蒸發前需檢驗Fe2+是否全部被氧化；

(5)檢驗NH4+的方法是加入強堿溶液，加熱能夠產生使濕潤的紅色石蕊試液變藍的氣體，從而證明原溶液中含有NH4+，答案為：在試管中加入少量樣品和氫氧化鈉固體加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，觀察到試紙變藍；

(6)稱取 14.00 g 樣品，將其溶于水配制成 100 mL 溶液，并分成兩等份，說明每一份的樣品質量為7g；向其中一份中加入足量 NaOH 溶液，過濾洗滌得到 2.14 g 沉淀，沉淀為Fe(OH)3，物質的量為，即Fe2(SO4)3的物質的量0.01mol；向另一份溶液中加入 0.05 mol Ba(NO3)2 溶液，恰好完全反應，生成BaSO4，則的物質的量為0.05mol，Fe2(SO4)3中有0.03mol，則(NH4)2SO4中有0.02mol，(NH4)2SO4的物質的量為0.02mol；一份樣品中水的質量，水的物質的量為0.02mol；則，化學式為： Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O。