Question

【題目】硫酸亞鐵在空氣中易被氧化，與硫酸銨反應生成硫酸亞鐵銨[化學式為FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]后就不易被氧化。模擬工業制備硫酸亞鐵銨晶體的實驗裝置如下圖所示。請回答下列問題：

（1）儀器a的名稱是______________________。

（2）鐵屑中常含有Fe2O3、FeS等雜質，則裝置C的作用是___________，裝置B中發生反應的離子方程式可能是___________(填序號)。

A .Fe+2H+=Fe2++H2↑

B. Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

C.2Fe3++S2－=2Fe2++S↓

D.2Fe3++Fe=2Fe2+

（3）按上圖連接好裝置，經檢驗氣密性良好后加入相應的藥品，打開K1、K2，關閉K3，裝置B中有氣體產生，該氣體的作用是___________。反應一段時間后，打開K3，關閉K1和K2。裝置B中的溶液會流入裝置A，其原因是______________________。

（4）按上圖所示裝置制備硫酸亞鐵銨晶體的安全隱患是______________________。

（5）根據相關物質的溶解度判斷，從裝置A中分離出硫酸亞鐵銨晶體，需采用的操作有___________、___________、洗滌、干燥。

三種鹽的溶解度(單位為g/100gH2O)

Answer 1

【答案】分液漏斗 除去H2S等雜質氣體 ABD 排出裝置中的空氣，防止Fe2＋被O2氧化 裝置B中產生的H2不能排出，導致裝置B中氣體壓強變大 產生的H2直接排入空氣，若達到爆炸極限，遇明火會發生爆炸 降溫結晶 過濾

【解析】

（1）根據儀器的構造特點分析儀器a的名稱；

（2）鐵屑中常含有Fe2O3、FeS等雜質，氫氧化鈉溶液能吸收含雜質的鐵屑與硫酸反應產生的硫化氫氣體，防止污染空氣；

鐵屑中含有鐵銹（Fe2O3）、FeS等，都與硫酸發生反應，反應后的產物Fe3+與Fe也可以發生氧化還原反應；

（3）亞鐵離子能被空氣中的氧氣氧化；

（4）按上圖所示裝置制備硫酸亞鐵銨晶體的安全隱患是產生的H2直接排入空氣，若達到爆炸極限，遇明火會發生爆炸；

（5）在溶液中溶解度小的物質先析出；從裝置A中分離出硫酸亞鐵銨晶體，需采用的操作有降溫結晶、過濾、洗滌、干燥。

(1) 根據儀器的構造特點可知，儀器a的名稱是分液漏斗；

因此，本題正確答案是：分液漏斗；
(2) 鐵屑中常含有Fe2O3、FeS等雜質，則裝置C的作用是氫氧化鈉溶液能吸收含雜質的鐵屑與硫酸反應產生的硫化氫氣體，防止污染空氣；

鐵屑中含有鐵銹（Fe2O3）、FeS等，都與硫酸發生反應，反應后的產物Fe3+與Fe也可以發生氧化還原反應，所以ABD選項是正確的；

因此，本題正確答案是：除去H2S等雜質氣體；ABD；
(3)亞鐵離子能被空氣中的氧氣氧化，所以要通入氫氣，排除空氣，防止亞鐵離子被氧氣氧化；反應一段時間后，打開K3，關閉K1和K2。裝置B中產生的H2不能排出，導致裝置B中氣體壓強變大，裝置B中的溶液會流入裝置A；

因此，本題正確答案是：排出裝置中的空氣，防止Fe2＋被O2氧化；裝置B中產生的H2不能排出，導致裝置B中氣體壓強變大；

（4）按上圖所示裝置制備硫酸亞鐵銨晶體的安全隱患是產生的H2直接排入空氣，若達到爆炸極限，遇明火會發生爆炸；

因此，本題正確答案是：產生的H2直接排入空氣，若達到爆炸極限，遇明火會發生爆炸；
（5）根據表中的數據可以知道,硫酸亞鐵、硫酸銨、硫酸亞鐵銨三種物質中，硫酸亞鐵銨的溶解度最小，所以硫酸亞鐵銨在溶液中先析出，從溶液中析出的硫酸亞鐵銨晶體表面有硫酸、水等雜質，需要除雜、干燥，所以從裝置A中分離出硫酸亞鐵銨晶體，需采用的操作有降溫結晶、過濾、洗滌、干燥。

因此，本題正確答案是：降溫結晶；過濾。