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【題目】硫酸鐵銨aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O]廣泛用于城鎮(zhèn)生活飲用水、工業(yè)循環(huán)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________;反應的離子方程式 。

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,氧化之后和加熱蒸發(fā)之前,需取少量溶液檢驗Fe2+是否已全部被氧化,所加試劑 能否用酸性的KMnO4溶液? (填“能”或“不能”)理由是: 。(可用語言或方程式說明)

(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,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______________________。

【答案】(1)增大溶液中SO42濃度,將Ca2+轉化為沉淀; CaSO4

(2)b(1);H2O2+2 Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O(2

(3)冷卻結晶 常溫晾干

(4)不能, 因為H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色

(5)在試管中加入少量樣品和NaOH固體加熱,在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,看到試紙變成藍色

(6)Fe2(SO4) 3·2(NH4) 2SO4·2H2O(2

【解析】

試題分析:分析題給流程和信息知硫酸亞鐵(含少量硝酸鈣)溶液中加入硫酸酸化,可生成硫酸鈣沉淀,減壓過濾,加入過氧化氫將硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵,加入硫酸銨,在80℃下反應可生成硫酸鐵銨,經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌,最后經常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨。

(1)加入硫酸,可增大溶液中SO42-濃度,將Ca2+轉化為CaSO4沉淀,同時抑制Fe2+水解。

(2)為避免引入新雜質,應加入過氧化氫為氧化劑,還原產物是水,選b;反應的離子方程式為

H2O2+2 Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O 。

(3)在80℃下反應可生成硫酸鐵銨,經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌,最后經常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨,溫度不能過高,防止分解。

(4)上述流程中,氧化之后和加熱蒸發(fā)之前,需取少量溶液檢驗Fe2+是否已全部被氧化,所加試劑不能用酸性的KMnO4溶液,理由是H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色。

(5)檢驗硫酸鐵銨中NH4+的方法是在試管中加入少量樣品和NaOH固體加熱,在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,看到試紙變成藍色。

(6)稱取14.00g樣品,將其溶于水配置成100mL溶液,分成兩等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,過濾洗滌得到2.14g沉淀,應為氫氧化鐵,物質的量為2.14g÷107g/mol=0.02mol,向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO32溶液,恰好完全反應,則n(SO42-)=0.05mol,所以14.00g樣品中含有Fe2(SO43的物質的量為0.02mol,n(SO42-)為0.1mol,則(NH42SO4為0.1mol-0.02mol×3=0.04mol,則m(H2O) = 14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol × 132 g/mol = 0.72g,n(H2O) = 0.04mol,n[Fe2(SO43] n[(NH42SO4] n(H2O) = 0.02:0.04:0.04 = 1:2:2,所以化學式為Fe2(SO4) 3·2(NH4) 2SO4·2H2O 。

練習冊系列答案
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