问题 问答题

硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵:(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O,商品名称为莫尔盐,是一种复盐.一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化,形成复盐后就比较稳定.与其他复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小,且几乎不溶于乙醇,利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体.三种盐的溶解度(单位为g/l00gH2O)见下表:

温度℃FeSO4•7H2O(NH42SO4
1020.073.017.2
2026.575.421.6
3032.978,028.1
实验用品:10%Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、(NH4)2SO4、蒸馏水、无水乙醇.

实验步骤流程图:

请完成以下实验记录:

(1)步骤I中处理铁屑所用试剂为______,经处理后的干燥铁屑质量记为m1;

(2)将称量好的Fe屑放入锥形瓶中,加入适量3mol/LH2SO4溶液,放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止(有氢气生成,用明火加热注意安全).趁热过滤,并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸,将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中.将滤纸上的固体常温干燥后称重,记为m2

(3)称取一定质量的(NH42SO4,加入______g(用含m1和m2的代数式表示,要求化简,下同.)水配制成室温下( 20℃)的饱和溶液,并将其加入到上面实验的蒸发皿中,缓缓加热,浓缩至表面出现结晶薄膜为止.放置冷却,得到硫酸亚铁铵的晶体,过滤后用______洗涤晶体.

(4)称量生成的硫酸亚铁铵的质量,理论上为______g.

答案

(1)铁屑表面有油污,将铁屑在Na2CO3溶液中加热,Na2CO3溶液水解显碱性,可使铁屑上附着的油污水解而除去.

故答案为:10% Na2CO3溶液.

(3)生成FeSO4的物质的量为

m1-m2
56
mol,所以(NH42SO4的物质的量为
m1-m2
56
mol,令配成饱和溶液需水的质量为mg,20℃(NH42SO4的溶解度为75.4g,则:

m1-m2
56
mol×132g/mol:mg=75.4g:100g

解得:m=3.13(m1-m2).

得到硫酸亚铁铵的晶体,硫酸亚铁铵几乎不溶于乙醇,为防止硫酸亚铁铵损失,不用水洗,过滤后用无水乙醇洗涤晶体.

故答案为:3.13(m1-m2);无水乙醇.

(4)理论上(NH42SO4•FeSO4•6H2O的物质的量为

m1-m2
56
mol,所以理论上(NH42SO4•FeSO4•6H2O的质量为:

m1-m2
56
mol×392g/mol=7(m1-m2)g.

故答案为:7(m1-m2).

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