硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一个组分[FeSO4或(NH4)2SO4]的溶解度都要小。因此,从FeSO4和(NH4)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(NH4)2SO4(其物质的量与FeSO4相等),加热浓缩混合溶液,冷却过程中(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O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(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 时,为什么要采用水浴加热浓缩________________。
(3)如何计算(NH4)2SO4 的质量和硫酸亚铁铵的理论产量及产率__________________________________________________________________。
(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)FeSO4 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 O2 氧化
(3)m[(NH4)2SO4]=×M[(NH4)2SO4],
理论产量:m(硫酸亚铁铵)=×M(硫酸亚铁铵),
产率=×100%
(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 Fe2+被O2氧化
8.硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)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FeSO4·7H2O晶体:
①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2~3次;
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在50~80 ℃之间至铁屑耗尽;
③趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶;
④待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干;
⑤将制得的FeSO4·7H2O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①的目的是______________,加热的作用是
________________________________________________________________________。
(2)实验步骤②明显不合理,理由是____________________________________。
(3)实验步骤④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、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。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