Question

【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(shè)計(jì)了如下工藝流程制取硫酸鐵銨。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）濾渣A的主要成分是__________________。

（2）下列物質(zhì)中最適合的氧化劑B是________；反應(yīng)的離子方程式__________________。

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4 d．K2Cr2O7

（3）操作甲、乙的名稱(chēng)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(yàn)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(yǔ)言或方程式說(shuō)明）

（5）檢驗(yàn)硫酸鐵銨中NH4+的方法是________________________________________。

（6）稱(chēng)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(guò)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(yīng)。則該硫酸鐵銨的化學(xué)式為______________________。

Answer 1

【答案】CaSO4bH2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O冷卻結(jié)晶常溫晾干不能因?yàn)镠2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色在試管中加入少量樣品和NaOH固體加熱，在試管口用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，看到試紙變成藍(lán)色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(guò)濾后加入氧化劑可將硫酸亞鐵氧化生成硫酸鐵，加入硫酸銨，在80℃下反應(yīng)可生成硫酸鐵銨，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌，最后經(jīng)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(zhuǎn)化為沉淀，生成CaSO4，同時(shí)抑制Fe2+水解，故答案為：CaSO4；

(2)為避免引入新雜質(zhì)，應(yīng)加入過(guò)氧化氫為氧化劑，還原產(chǎn)物是水，反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故答案為：b；H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；

(3)在80℃下反應(yīng)可生成硫酸鐵銨，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌，最后經(jīng)常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨，溫度不能過(guò)高，防止分解，故答案為：冷卻結(jié)晶；常溫晾曬；

(4)酸性高錳酸鉀溶液氧化性很強(qiáng)，H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色，應(yīng)加入K3[Fe(CN)6]溶液，如生成藍(lán)色沉淀，可說(shuō)明含有亞鐵離子，故答案為：不能；因?yàn)?/span>H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色；

(5)檢驗(yàn)NH4+的方法是加入強(qiáng)堿反應(yīng)、加熱能夠產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試液變藍(lán)的氣體，該氣體是氨氣，從而證明原溶液中一定含有NH4+，故答案為：在試管中加入少量樣品和NaOH固體加熱，在試管口用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，看到試紙變成藍(lán)色；

(6)稱(chēng)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(guò)濾洗滌得到2.14g沉淀，應(yīng)為Fe(OH)3，n(Fe(OH)3)==0.02mol，所以14.00g樣品中含有Fe2(SO4)30.02mol，向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO3)2溶液，恰好完全反應(yīng)，則n(SO42-)=0.05mol，則n(SO42-)總量為0.1mol，因此(NH4)2SO4為0.1mol-0.02mol×3=0.04mol，則m(H2O)=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g，n(H2O)==0.04mol，n(Fe2(SO4)3)：n((NH4)2SO4)：n(H2O)=0.02：0.04：0.04=1：2：2，所以化學(xué)式為Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O，故答案為：Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O。