一、实验室制备硫酸亚铁晶体
口诀:热碱洗涤再水冲,
硫酸不稀也不浓
水浴加热趁热滤
防止结晶滤纸中。
滤液转移试管中
塞上塞子不要松
冷却结晶冰水洗
滤纸吸干装瓶中。
例题1、实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下:取过量洁净的铁屑,加入20%-30%的稀硫酸溶液,在50℃-80℃水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热过滤,滤液移至试管中,用橡胶塞塞紧试管口,静置、冷却一段时间后收集产品。
(1)写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式:
。
(2)硫酸溶液过稀会导致
。
(3)采用水浴加热的原因是
。
(4)反应时铁屑过量的目的是(用离子方程式表示)
。
(5)溶液趁热过滤的原因是
。
塞紧试管口的目的是
。
(6)静置冷却一段时间后,在试管中观察到的现象是____。
答案
1、(1)铁和稀硫酸反应的方程式为:
(2)硫酸如果浓度过稀,则反应时速率过慢;另外由于溶液中含有较多的水,也不利于硫酸亚铁晶体的析出。
(3)水浴加热受热均匀,温度容易控制。
(4)铁屑过量的目的是防止Fe2+被氧化成Fe3+,即使被氧化Fe可以使Fe3+还原:
Fe+2Fe3+=3Fe2+。
(5)溶液趁热过滤的目的是减少FeSO4的损失;塞紧试管口的目的是防止空气中的氧气将FeSO4氧化。
(6)硫酸亚铁热溶液在冷却过程中,溶解度降低,在静止冷却一段时间后会有浅绿色硫酸亚铁晶体析出。
二、硫酸亚铁铵晶体
模仿实验室制备硫酸亚铁晶体,稍加改进。
例题2、硫酸亚铁容易被氧化,而硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]较稳定,常用于代替硫酸亚铁作还原剂。
现以铁屑为主要原料制备硫酸亚铁铵晶体,其反应如下:
Fe+H2SO4(稀)
FeSO4+H2↑
FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O
(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O
步骤l:在盛有适量铁屑的锥形瓶审加入某种试剂除去油污,加热,充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量,铁屑质量为 。
步骤2:将处理过的铁屑加入到一定量的稀H2SO4中,加热至50℃—80℃充分反应,趁热过滤并用少量热水洗涤,滤液及洗涤液都转移至蒸发皿中。滤渣于燥后称重,剩余铁屑质量为。
步骤3:准确称取所需质量的硫酸铵晶体加入“步骤2”的蒸发皿中,搅拌使之溶解,缓缓加热一段时间,将其冷却气结晶、过滤。用无水乙醇洗涤晶体并自然干燥,称量所得晶体质量为。
回答下列问题:
(1)能够用于除去铁屑表面油污的试剂是
(填字母)。
A.纯碱溶液
B.烧碱溶液
C.明矾溶液
D.稀硫酸
(2)实验中三次用到过滤操作,完成该操作的玻璃仪器有
。
步骤2中趁热过滤的目的是
。
(3)硫酸亚铁在潮湿的空气中易被氧化生成一种物质(碱式硫酸铁),该反应的化学方程式为
。
(4)铁屑表面常有少量的铁锈(Fe2O3·
H2O),对FeSO4的制备
(填“有”、“无”)影响,理由是(用离子方程式回答)
。
(5)若忽略铁锈的影响,上述实验中硫酸亚铁铵晶体的产率为
。
(6)请设计一个简单的实验,检验硫酸亚铁铵晶体中含有结晶水(简述实验操作、现象和结论)。
。
答案:
(1)AB(2分 (2)玻璃棒、烧杯、漏斗(2分) 避免FeSO4因结晶而造成损失(1分)
(3)4FeSO4+O2+2H2O
4Fe(OH)SO4(2分) (4)无(1分)
Fe2O3+6H+
2Fe3++3H2O
2Fe3++Fe
3Fe2+(共3分,只写后一个给全分)
(6)取少量硫酸亚铁铵晶体于试管中,用酒精灯加热,在试管品有液体(水珠)生成,说明其中含有结晶水。(2分)