Question

摩爾鹽[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]在空氣中比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，是分析化學中常見的還原劑．某研究性學習小組設計了下面的實驗裝置來制備摩爾鹽．
實驗步驟：①把30%NaOH溶液和廢鐵屑混合、煮沸、冷卻，將洗滌鐵屑后的NaOH溶液裝入F中．②在E中用處理過的Fe屑和稀H₂SO₄反應制取FeSO₄．③將硫酸亞鐵溶液與硫酸銨溶液混合，結晶得摩爾鹽．
試回答下列問題：
（1）F中的NaOH溶液的主要作用是

 

（2）Fe屑和稀H₂SO₄反應產生的氫氣可趕走裝置中的氧氣及（NH₄）₂SO₄溶液中的溶解氧，操作時應先關閉活塞

 

，并同時打開活塞

 

．請寫出Fe屑和稀H₂SO₄反應產生的氫氣的另外一個作用

 

（3）使摩爾鹽結晶可采取兩種方法：①蒸發(fā)溶液、再自然冷卻結晶；②不蒸發(fā)溶液、直接自然冷卻結晶．你認為較好的方法是

 

．（填序號）
（4）原料利用率高，副產品少，產生的有害廢物少，保護環(huán)境是“綠色化學”的主要內涵．請寫出此實驗中能體現“綠色化學”的具體做法（至少寫出兩點）：

 

、

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）E中生成的氫氣進入F中，F中氫氧化鈉吸收氫氣中的酸性雜質氣體；
（2）關閉活塞A，打開活塞BC時D、E、F三個裝置連通，氫氣能從E依次進入F和D，把裝置中的氧氣排除；當關閉BC，打開A時，E中氣壓增大，液體被壓入D中；
（3）摩爾鹽易分解，則不蒸發(fā)溶液、直接自然冷卻結晶；
（4）實驗中氫氧化鈉溶液重復使用、用氫氣去除裝置中的氧氣可以減少副產物的生成．

解答： 解：（1）E中生成的氫氣進入F中，F中氫氧化鈉吸收氫氣中的酸性雜質氣體，所以F中的NaOH溶液的主要作用是除去混在氫氣中的酸性氣體；
故答案為：除去混在氫氣中的酸性氣體；
（2）關閉活塞A，打開活塞B、C時D、E、F三個裝置連通，E中用處理過的Fe屑和稀H₂SO₄反應制取FeSO₄和氫氣，氫氣能從E依次進入F和D，把裝置中的氧氣排除；當關閉活塞B、C，打開A時，E中隨著氫氣的量的增大，氣壓增大，E中的液體被壓入D中；
故答案為：A，B、C；將E中產生的硫酸亞鐵溶液壓入D中；
（3）摩爾鹽易分解，所以不蒸發(fā)溶液、直接自然冷卻結晶，所以采用第②方法；
故答案為：②；
（4）實驗中氫氧化鈉溶液先用于清洗廢鐵屑，后用于除去混在氫氣中的酸性氣體雜質，所以氫氧化鈉溶液可以重復使用，節(jié)省原料；用氫氣去除裝置中的氧氣可以防止亞鐵鹽被氧化減少副產物的生成；
故答案為：氫氧化鈉溶液重復使用；用氫氣去除裝置中的氧氣．

點評：本題考查了物質制備方案設計，涉及反應原理、實驗裝置、實驗操作、除雜質、實驗評價等，側重于考查學生的實驗探究能力，題目難度中等．