1、1课时跟踪检测（十三） 硫酸亚铁铵的制备1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 NO2，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 =4MnO23O 22H 2O；工业盐酸呈黄色，是因为含有 Fe3 杂质； 4硫酸亚铁在空气里，Fe 2 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
2、污 B铁锈C锌 D硫化物解析：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，Fe2Fe 3 =3Fe2 ，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( )AFe(OH) 3；Fe 2O3 BFe(OH) 2；FeOCFe(OH) 2、Fe(OH) 3；Fe 3O4 DF
3、e 2O3；Fe(OH) 3解析：选 A 铁屑溶于过量的稀硫酸，发生反应：FeH 2SO4(稀)= =FeSO4H 2反应后过滤，滤液中应为 FeSO4和 H2SO4。加入硝酸后的反应为 3FeSO44HNO 3=Fe2(SO4)3Fe(NO 3)3NO2H 2O 即溶液中 Fe2 转变为 Fe3 。加入过量氨水时，除中和 H2SO4外还将生成红褐色的 Fe(OH)3沉淀：Fe 3 3NH 3H2O=Fe(OH)33NH ，加热沉淀物至质量 4不再发生变化，则 Fe(OH)3完全分解：2Fe(OH) 3 Fe2O33H 2O，所得残渣为= = = = = 红棕色的 Fe2O3。4下列实验中，仪
4、器的下端必须插入液面以下的是( )制备氢气的简易装置中用来加稀硫酸的长颈漏斗实验室用 MnO2和浓盐酸制备氯气装置中的分液漏斗用新制的 FeSO4溶液和 NaOH 溶液制备 Fe(OH)2操作中的胶头滴管将氯气溶于水制取氯水时的导气管蒸馏石油时的温度计2A BC 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 H2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O2，制取 Fe(OH)2时，胶头滴管应插入液面以下，正确；Cl 2在水中的溶解度不大，不会引起倒吸，且 Cl2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
5、馏烧瓶支管口处，不正确。5将硫酸亚铁溶液和硫酸铵溶液按溶质物质的量之比为 11 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 11 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 H2SO4适当过量，避免 Fe2 、NH 的水解 4B将铁屑放入 Na2CO3溶液中浸泡数分钟是为了除去铁屑表面的油污C将 FeSO4和(NH 4)2SO4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 FeSO4和(NH 4)2SO4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，不易被氧化，溶于水但不溶于乙醇。它是常用的 Fe 2 试剂。硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一个组分FeSO 4或(NH 4)2SO4的溶解度都要小。因此，从 FeSO4和(NH 4)2SO4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 H2SO4中生成 FeSO4，再往得到的 FeSO4溶液中加入(NH 4)2S
7、O4(其物质的量与 FeSO4相等)，加热浓缩混合溶液，冷却过程中(NH 4)2SO4FeSO46H2O复盐便可结晶析出。回答下列问题：(1)制备 FeSO4 时，硫酸为什么要过量_。(2)制备(NH 4)2SO4FeSO46H2O 时，为什么要采用水浴加热浓缩_。(3)如何计算(NH 4)2SO4 的质量和硫酸亚铁铵的理论产量及产率3_。(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_。答案：(1)FeSO 4 是强酸弱碱盐，水解显酸性，酸过量可防止 Fe2 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 O 2 氧化(3)m(NH4)2S
8、O4 M(NH4)2SO4，m FeM Fe理论产量： m(硫酸亚铁铵) M(硫酸亚铁铵)，m FeM Fe产率 100%实 际 产 量理 论 产 量(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 Fe 2 被 O2氧化8硫酸亚铁(FeSO 47H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备 FeSO47H2O 晶体：将 5% Na2CO3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Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤 23 次；向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在 5080 之间至铁屑耗尽；趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、
9、冷却结晶；待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤 23 次，再用滤纸将晶体吸干；将制得的 FeSO47H2O 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_。(4)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 FeSO4 7H2O、FeSO 44H2O 和 FeSO4H2O。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 56.7 、64 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/ 0 10 30 50 56.7
10、60 64 70 80 90溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.2 35.3 35.6 33.0 30.5 27.0析出晶体 FeSO47H2O FeSO44H2O FeSO4H2O若需从硫酸亚铁溶液中结晶出 FeSO44H2O，应控制的结晶温度( t)的范围为4_。解析：Na 2CO3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Na2CO3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
11、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FeSO47H2O 的损耗。(4)由题给数据可知，硫酸亚铁溶液中结晶出 FeSO44H2O，在 56.7 t64 之间。实际上题中“仅在 56.7 、64 温度下可同时析出两种晶体”这句话也告诉我们，除 56.7 、 64 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
12、水洗涤可降低洗涤过程中 FeSO47H2O 的损耗(4)56.7 t64 9硫酸亚铁铵(NH 4)2SO4FeSO46H2O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 molL1 H2SO4溶液，在 60 左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得 FeSO4溶液。步骤 3：向所得 FeSO4溶液中加入饱和(NH 4)2SO4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
13、瓶 广口瓶 研钵玻璃棒 酒精灯(2)在步骤 2 中所加的硫酸必须过量，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 Fe3 杂质。检验 Fe3 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5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)将所得的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤就得到想要的晶体。(4)Fe 3 检验常用的试剂是硫氰化钾，如果溶液中含有 Fe3
14、，加入硫氰化钾后溶液变为血红色。答案：(1) (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)蒸发浓缩冷却结晶 (4)KSCN 溶液呈现血红色10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 MgBr2，装置如图 1，主要步骤如图：步骤 1 三颈瓶中装入 10 g 镁屑和 150 mL 无水乙醚；装置 B 中加入 15 mL 液溴。步骤 2 缓慢通入干燥的氮气，直至溴完全导入三颈瓶中。步骤 3 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 0 ，析出晶体，再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。步骤 4 室温下用苯溶解粗品，冷却至 0 ，析
15、出晶体，过滤，洗涤得三乙醚合溴化镁，加热至 160 分解得无水 MgBr2产品。已知：Mg 和 Br2反应剧烈放热；MgBr 2具有强吸水性。MgBr 23C 2H5OC2H5 MgBr23C2H5OC2H5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)，可能会导致的后果是_。(3)步骤 3 中，第一次过滤除去的物质是_。(4)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 0 的苯C加热至 160 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(5)为测定产品的纯度，
16、可用 EDTA(简写为 Y4 )标准溶液滴定，反应的离子方程式：Mg2 Y 4 =MgY2滴定前润洗滴定管的操作方法是_。6测定时，先称取 0.250 0 g 无水 MgBr2产品，溶解后，用 0.050 0 molL1 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。(2)将装置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
17、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%的乙醇中含有水，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 0 的苯，可以减少产品的溶解，正确；C 项，加热至 160 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 molL1 0.026 50 L0.001 325 mol，则溴化镁的质量为 0.001 325 molL1 184 gmol1 0.243 8 g，溴化镁的产品的纯度 100%97.5%。0.243 8 g0.250 0 g答案：(1)干燥管 防止镁屑与氧气反应，生成的 MgO 阻碍 Mg 与 Br2的反应(2)会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(3)镁屑(4)B、D(5)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97.5%
