Question

【題目】硫酸鐵銨[NH4Fe（SO4）2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為寶，在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，具體流程如下：

回答下列問題：

（1）步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，方法是_________________。

（2）步驟②需要加熱的目的是_________________，溫度保持80~95 ℃，采用的合適加熱方式是_________________。鐵屑中含有少量硫化物，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要凈化處理，合適的裝置為_________________（填標(biāo)號）。

（3）步驟③中選用足量的H2O2，理由是_______________。分批加入H2O2，同時為了_________________，溶液要保持pH小于0.5。

（4）采用熱重分析法測定硫酸鐵銨晶體樣品所含結(jié)晶水?dāng)?shù)，將樣品加熱到150 ℃時，失掉1.5個結(jié)晶水，失重5.6%。硫酸鐵銨晶體的化學(xué)式為______________。

Answer 1

【答案】堿煮水洗 加快反應(yīng)速率 水浴加熱 C 將Fe2+全部氧化為Fe3+，不引入雜質(zhì) 防止Fe3+水解 NH4Fe(SO4)2·12H2O

【解析】

（1）利用油脂能在堿性條件下水解分析。

（2）根據(jù)影響速率的因素分析。根據(jù)水浴加熱能控制一定的溫度范圍分析。根據(jù)產(chǎn)生的氣體成分和防止倒吸進行分析。

（3）根據(jù)過氧化氫的反應(yīng)產(chǎn)物分析。鐵離子能發(fā)生水解，要抑制其水解。

（4）根據(jù)失去的水的比重分析計算晶體中水分子個數(shù)。

(1)油污的主要成分為油脂，在堿性條件下能水解，所以可以用堿煮水洗的方法除去；

(2)溫度升高可以加快反應(yīng)速率；溫度保持80~95 ℃適合用水浴加熱的方法；鐵屑中的硫化物和硫酸反應(yīng)生成硫化氫氣體，有毒，應(yīng)選用氫氧化鈉除去，為了防止倒吸，故選C；

(3) 過氧化氫能將Fe2+全部氧化為Fe3+，且不引入雜質(zhì)；鐵離子能水解，所以要控制溶液的pH小于0.5。

(4)設(shè)硫酸鐵銨的化學(xué)式為NH4Fe(SO4)2·xH2O，其相對分子質(zhì)量為266+18x，失去1.5個水分子的式量為1.5×18=27，失重5.6%，則27/（266+18x）=5.6%，解x=12，所以硫酸鐵銨化學(xué)式為 NH4Fe(SO4)2·12H2O。