为什么制备硫酸亚铁铵晶体时,溶液必须呈酸性
因为硫酸亚铁铵是强酸弱碱盐,水解以后显酸性,所以制备它时必须使得溶液呈酸性,以抑制硫酸亚铁铵水解。
硫酸亚铁铵,俗名为莫尔盐、摩尔盐,简称FAS,是一种蓝绿色的无机复盐。其俗名来源于德国化学家莫尔。易溶于水,不溶于乙醇,在100℃~110℃时分解,可用于电镀。
在定量分析中常用作标定重铬酸钾、高锰酸钾等溶液的标准物质,用作化学试剂、医药。还用于冶金、电镀等。
6Fe(NH₄)₂(SO₄)₂+7H₂SO₄+K₂Cr₂O₇= Cr₂(SO₄)₃+3Fe₂(SO₄)₃+K₂SO₄+7H₂O+6(NH₄)₂SO₄
硫酸亚铁铵是一种重要的化工原料,用途十分广泛。
扩展资料:
硫酸法:将铁屑溶解于稀硫酸与母液的混合液中,控制反应温度在80℃以下,否则会析出一水硫酸亚铁沉淀。反应生成的微酸性硫酸亚铁溶液经澄清除去杂质,然后冷却、离心分离即得浅绿色硫酸亚铁;
生产钛白粉副产法:钛铁矿用硫酸分解制钛白粉时,生成硫酸亚铁和硫酸铁,三价铁用铁丝还原成二价铁。经冷冻结晶可得副产硫酸亚铁;
一般从废铁屑中回收铁屑,经碱溶液洗净之后,用过量硫酸溶解。再加入稍过量硫酸铵饱和溶液,在小火下蒸发溶剂直到晶膜出现,停火利用余热蒸发溶剂。过滤后用少量乙醇洗涤。
在无机化学工业中,它是制取其它铁化合物的原料,如用于制造氧化铁系颜料、磁性材料、黄血盐和其他铁盐等。
它还有许多方面的直接应用,如可用作印染工业的媒染剂,制革工业中用于鞣革,木材工业中用作防腐剂,医药中用于治疗缺铁性贫血,农业中施用于缺铁性土壤,畜牧业中用作饲料添加剂等,还可以与鞣酸、没食子酸等混合后配置蓝黑墨水。
参考资料来源:百度百科——硫酸亚铁铵
方便洗出晶体。
因为硫酸亚铁铵形成晶体会和水进行反应,但是酒精极性小于水,就不会再产生反应了,所以.制备硫酸亚铁铵晶体蒸发浓缩结晶后进行减压抽滤用少量酒精洗可以有效洗出晶体。
酒精一般指乙醇。乙醇(ethanol)是一种有机化合物,结构简式为CH_CH_OH或C_H_OH,分子式为C_H_O,俗称酒精。乙醇在常温常压下是一种易挥发的无色透明液体,低毒性,纯液体不可直接饮用。乙醇的水溶液具有酒香的气味,并略带刺激性,味甘。
故答案为:反应速率突然减小(或铁片表面生成的气泡突然减少);e;
(2)过滤操作的步骤有:过滤、洗涤、烘干,所以操作Ⅰ是取出铁片、洗涤、烘干、称量;CuO能与盐酸反应生成氯化铜,氯化铜能和铁反应生成铜,此时铜、铁和酸能构成原电池,从而加快铁与稀硫酸的反应速率,
故答案为:洗涤;加快铁与稀硫酸的反应速率;
(3)采用加热的方法制取硫酸亚铁铵,加热过程中,硫酸亚铁铵易失水,且亚铁离子易被氧气氧化,从而得不到硫酸亚铁铵晶体,
故答案为:避免加热过程中晶体受热分解失去结晶水或被空气氧化;
(4)a.Fe2+的检验方法:取少量样品于试管中,加入硫氰酸钾溶液无现象,加入氯水溶液变为血红色,故a错误;
b.Fe2+的检验方法:取少量样品于试管中,加入NaOH溶液,先产生白色沉淀,然后变成灰绿色最终变成红褐色,故b正确;
c.NH4+的检验方法:取少量样品于试管中,加入浓NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝,故c正确;
d.SO42-的检验方法:取少量样品于试管,先加入盐酸后无现象,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,故d正确;
故选:a;
(5)反应中Cr2O72- 被还原为Cr3+,Fe2+被氧化Fe3+,同时生成水,反应离子方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;
酸性重铬酸钾溶液显酸性,盛放在酸式滴定管中,酸式滴定管滴定操作时左手控制旋塞,大拇指在管前,食指和中指在后,三指轻拿旋塞柄,手指略微弯曲,向内扣住旋塞,避免产生使旋塞拉出的力,所以用酸性重铬酸钾溶液滴定Fe2+过程中操作滴定管的图示正确的是A;
设25.00mL溶液中含有的Fe2+的物质的量为Xmol,则
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
1 6
bmol?L-1×V×10-3L Xmol
X=6bV×10-3mol,即25.00mL溶液中含有的Fe2+的物质的量为6bV×10-3mol,则500ml溶液中含有的Fe2+的物质的量1.2bV×10-1mol,样品中铁元素的质量分数
| 1.2bV×10?1mol×56g/mol |
| ag |
| 672bV |
| a |
故答案为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;A;
| 672bV |
| a |
故答案为:Sy2;
(2)①A中固体充分加热较长时间后,通入氮气目的是使分解生成的 气体在她C装置中完全吸收,
故答案为:将分解生成的气体在她C装置中完全吸收;
②装置她中她aC12溶液的作用是为了检验分解产物中是否有Sy1气体生成,若含有该气体,会生成硫酸钡白色沉淀,观察到的观象为溶液变浑浊;
装置C中通入二氧化硫和过氧化氢发生氧化还原反应,生成硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,反应的离子方程式为:Sy2+她2y2+她a2+=她aSyt↓+2她+,
故答案为:Sy1;Sy2+她2y2+她a2+=她aSyt↓+2她+;
③根据亚铁离子的还原性,可以用高锰酸钾溶液检验,方法为:取少量A中残留物与试管中,加入适量稀硫酸,充分振荡使其完全溶解,在所九溶液中滴加高锰酸钾溶液,并振荡,若高锰酸钾溶液褪色,则残留物中含有Fey;若高锰酸钾溶液不褪色,则残留物中不含Fey,
故答案为:
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 取少量A中残留物与试管中,加入适量稀硫酸,充分振荡使其完全溶解; 在所九溶液中滴加高锰酸钾溶液,并振荡. |
若高锰酸钾溶液褪色,则残留物中含有Fey; 若高锰酸钾溶液不褪色,则残留物中不含Fey. |
故答案为:同意,一定量的(N她t)2Fe(Syt)2?d她2y完全分解后生成Fey或Fe2y1的量是确定的,且各不相同.
(2)铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;故答案:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(3)过滤要用到的玻璃仪器包括:烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案:漏斗;A;
(4)加入稀硫酸后,铁可以和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,但铜不会和硫酸反应,因此铜就被过滤出来;根据硫酸亚铁的溶解表格可知,硫酸亚铁在50℃到80℃时溶解度是比较大的;故答案为:增大硫酸亚铁的溶解度;Cu.
(5)操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体,基本操作步骤:加热浓缩,然后冷却结晶;再过滤;最后洗涤干燥.
(6)硫酸亚铁溶于水不溶于酒精,用A方法洗涤硫酸亚铁晶体损失较多,可用酒精洗涤,酒精又易挥发,能得到大量的纯净的硫酸亚铁晶体,故答案:AB;
(7)氨气能和水反应生成氨水,氨水呈碱性能使石蕊变蓝色;(NH4)2SO4与NaOH反应生成硫酸钠、水和氨气;该反应生成两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应,属复分解反应; 答案:紫色石蕊试纸;(NH4)2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2H2O;复分解反应;
(8)氯化钡和硫酸亚铁反应生成硫酸钡沉淀和氯化铁,氯化钡过量就是为了将硫酸根离子全部沉淀,故答案:将硫酸根离子全部沉淀;
(9)加入硫酸钠若不产生白色沉淀证明沉淀上已不附着BaCl2,则说明沉淀已经洗涤干净,故答案:若不产生白色沉淀;
(10)设硫酸亚铁铵晶体中硫酸铵的质量为x;
(NH4)2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2H2O
132 34
y 0.68g
| 132 |
| 34 |
| y |
| 0.68g |
y=2.64g
设和硫酸铵反应生成硫酸钡沉淀的质量为y
(NH4)2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NH4Cl
132 233
2.64g y
| 132 |
| 233 |
| 2.64g |
| y |
y=4.66g
所以和硫酸亚铁反应产生硫酸钡沉淀的质量为9.32g-4.66g=4.66g;
设和硫酸亚铁反应生成硫酸钡沉淀的质量为z
FeSO4+BaCl2=BaSO4↓+FeCl2
152 233
z 4.66g
| 152 |
| 233 |
| z |
| 4.66g |
z=3.04g
硫酸亚铁铵中
| 3.04g |
| 2.64g |
| 152x |
| 132y |
| x |
| y |
| 1 |
| 1 |
(11)由A→B固体质量减轻的质量就是生成的水的质量,7.84g硫酸亚铁铵晶体中水的质量为7.84g-5.68g=2.16g,
| 132y |
| 18z |
| 2.64g |
| 2.16g |
| y |
| z |
| 1 |
| 6 |
(12)加热FeSO4?(NH4)2SO4?6H2O分解得到硫酸亚铁、硫酸铵、和水;故答案:FeSO4?(NH4)2SO4?6H2O
| ||
Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O在制备过程中失败会导致生成物的不一样,硫酸亚铁的固体为白色,稀溶液为浅绿色,三价铁的稀溶液是浅黄色,氧化铁就是黑色的。
硫酸亚铁铵在配成饱和溶液的时候,要注意溶液的pH值应该在2以下(加硫酸),不然会发现隔天起来的溶液都变成黄色的,然后还有很恶心的三价铁絮状沉淀。
扩展资料:
注意事项:
铁屑应先粉碎,全部浸没在20mL 3mol·L-1 H2SO4溶液中,同时不要剧烈摇动锥形瓶,以防止铁暴露在空气中氧化。
边加热边补充水,但不能加水过多,保持pH在2以下,如pH太高,Fe2+易氧化成Fe3+。
趁热减压过滤,为防透滤可同时用两层滤纸,并将滤液迅速倒入事先溶解好的(NH4)2SO4溶液中,以防FeSO4氧化。
参考资料来源:百度百科-硫酸亚铁铵
(1)
避免使用锈蚀程度过大的铁屑,因其表面三氧化二铁过多无法被铁完全还原,会导致铁离子留在溶液中而影响产品的质量。
(2)铁屑颗粒不宜太细,与酸反应时容易被反应产生的泡沫冲上浮在液面或粘在锥形瓶壁而脱离溶液;小段细铁丝也有类似情况。
(3)硫酸的浓度不宜太大或太小。浓度小,反应慢;浓度太大,易产生铁离子与二氧化硫,使溶液出现黄色,或形成块状黑色物。酸溶时适当振荡,铁屑回落进入酸溶液反应。硫酸亚铁制备中,无论控制酸过量还是铁过量,均能得到硫酸亚铁产品,但产品的质量和纯度受影响。铁过量可防止硫酸铁被氧化。控制溶液的pH小于壹,抑制硫酸铁水解。一般来说,铁离子稍过量时,产品质量较好,未反应的铁可循环反应;
(5)趁热减压过滤,为防透滤可同时用两层滤纸,而且硫酸亚铁溶液应迅速转入蒸发皿中,以防止溶液在吸滤瓶中冷却而析出硫酸亚铁晶体,导致损失。趁热过滤用抽滤更快,用少量热水洗涤锥形瓶及漏斗上的残渣,抽干。抽滤后若发现未反应的铁较多则应称量出未反应铁的质量。若损失的铁较多,应重新计算硫酸铵质量。
(6)为保持溶液呈酸性,抑制水解,在反应基本结束后,加硫酸溶液,趁热过滤,防止因冷却使硫酸铁晶体析出而造成损失
| (1)防止Fe 2+ 被氧化为F B 冷却结晶 (2)减少莫尔盐晶体洗涤中的损耗 (3)左 (4)d e f 分液 吸收多余的NH 3 防止污染空气,防止倒吸 |
| (1)从Fe 2+ 易被氧化及Fe的还原性角度回答即可(2)洗涤液应从两个角度回答:①洗去滤渣中的一些杂质②防止滤渣溶于洗涤液而损耗(4)由NH 3 与H 2 SO 4 反应制取(NH 4 ) 2 SO 4 溶液,一定需要C装置,由“装置D的作用”可知还需要D装置 |
| (1)AB(2分) (2)玻璃棒、烧杯、漏斗(2分) 避免FeSO 4 因结晶而造成损失(1分) (3)4FeSO 4 +O 2 +2H 2 O 4Fe(OH)SO 4 (2分) (4)无(1分) Fe 2 O 3 +6H + 2Fe 3+ +3H 2 O 2Fe 3+ +Fe 3Fe 2+ (共3分,只写后一个给全分) (5) (2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) |
| 略 |
| (1)蒸发浓缩 冷却结晶 KSCN溶液 (2)C D NaOH溶液对分液漏斗玻璃塞、旋塞的磨口腐蚀性强(或分液漏斗玻璃塞、旋塞处会被NaOH溶液腐蚀导致黏结) (3)打开止水夹,缓慢推压注射器活塞 H 2 SO 4 溶液 用注射器向A中注入空气,使装置中的氨气全部进入吸收液 (4)2∶1∶2∶6 |
| (1)由题意可知莫尔盐为硫酸亚铁铵晶体,受热易分解,不能采取将溶液加热蒸干的方法获取,故需要将溶液蒸发浓缩和冷却结晶两步操作;KSCN溶液遇Fe 3 + 显血红色。(2)实验制得的氨气中含有水蒸气,可以用碱石灰除去,所以先连接装置C;氨气极易溶于水,所以吸收时应防止倒吸,故选用D装置;NaOH可与玻璃反应生成黏性物质,所以不能用带玻璃塞或活塞的仪器盛放。(3)加入NaOH溶液时应注意先打开止水夹这一细节;氨气溶于水显碱性,所以用难挥发性酸溶液如硫酸溶液可充分吸收并可准确测量其质量;反应停止后应通入空气以使装置中残留的氨气全部进入吸收液。(4)由题意可知,7.84 g摩尔盐中含有H 2 O的质量为7.84 g-5.68 g=2.16 g,则n(H 2 O)=0.12 mol;NH 3 的质量为0.68 g,则n(NH 4 + )=0.04 mol;加入适量3%的H 2 O 2 溶液,充分振荡后滤出沉淀,洗净、干燥、灼烧后,得到Fe 2 O 3 ,测得其质量为1.6 g,则n(Fe 2 O 3 )=0.01 mol,则7.84 g摩尔盐中含有的n(Fe 2 + )=0.02 mol,m(Fe 2 + )=1.12 g;则7.84 g摩尔盐中含有的m(SO 4 2 — )=7.84 g-2.16 g-0.72 g-1.12 g=3.84 g,n(SO 4 2 — )=0.04 mol,则此摩尔盐n(NH 4 + )∶n(Fe 2 + )∶n(SO 4 2 — )∶n(H 2 O)=2∶1∶2∶6。 |