Question

（15分）硫酸鐵銨[aFe₂(SO₄) ₃·b(NH₄) ₂SO₄·cH₂O]廣泛用于城鎮生活飲用水、工業循環水的凈化處理等。某化工廠以硫酸亞鐵（含少量硝酸鈣）和硫酸銨為原料，設計了如下工藝流程制取硫酸鐵銨。

請回答下列問題：
（1）硫酸亞鐵溶液加H₂SO₄酸化的主要目的是____________________________，濾渣A的主要成分是__________________。
（2）下列物質中最適合的氧化劑B是                ；反應的離子方程式              。
a．NaClO        b．H₂O₂        c．KMnO₄        d．K₂Cr₂O₇
（3）操作甲、乙的名稱分別是：甲______________，乙___________________。
（4）上述流程中，用足量最適合的氧化劑B氧化之后和加熱蒸發之前，需取少量檢驗Fe²⁺是否已全部被氧化，所加試劑為             （寫名稱），能否用酸性的KMnO₄溶液？      （如果能，下問忽略），理由是：                       。（可用文字或方程式說明）
（5）檢驗硫酸鐵銨中NH₄⁺的方法是                                     。
（6）稱取14.00 g所得樣品，將其溶于水配制成100 mL溶液，分成兩等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，過濾洗滌得到2.14 g沉淀；向另一份溶液中加入0.05 mol Ba (NO₃)₂溶液，恰好完全反應。則該硫酸鐵銨的化學式為______________________。

Answer 1

（1）增大溶液中SO₄^2-濃度，將Ca²⁺轉化為沉淀，同時抑制Fe²⁺、 Fe³⁺水解；CaSO₄.
（2）b;H₂O₂＋2Fe²⁺＋2H⁺＝2Fe²⁺＋2H₂O
（3）冷卻結晶；常溫晾干
（4）鐵氰化鉀溶液；不能，因為過氧化氫和二價鐵離子均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
（5）在試管中加入少量樣品和氫氧化鈉固體加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，看到試紙變成藍色。（6）Fe₂(SO₄)₃·2(NH₄)₂SO₄·2H₂O

試題分析：（1）增大溶液中SO₄^2-濃度，將Ca²⁺轉化為沉淀，同時抑制Fe²⁺、 Fe³⁺水解；CaSO₄.
（2）b是綠色氧化劑，而別的試劑都會引入新的雜質；H₂O₂＋2Fe²⁺＋2H⁺＝2Fe²⁺＋2H₂O
（3）冷卻結晶；常溫晾干
（4）檢驗二價鐵離子應該使用黃色的鐵氰化鉀K₃〔Fe(CN)₆〕溶液；二價鐵離子與鐵氰根離子反應生成帶有特征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀：3Fe²⁺＋2〔Fe(CN)₆〕^3-＝Fe₃〔Fe(CN)₆〕₂↓；不能，因為過氧化氫和二價鐵離子均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
（5）在試管中加入少量樣品和氫氧化鈉固體加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，看到試紙變成藍色，則證明原溶液中含有氨根離子。
（6）14.00 g所得樣品中，加入氫氧化鈉得到2.14 g沉淀為氫氧化鐵，所以
n(Fe)＝向另一份溶液中加入0.05 mol Ba (NO₃)₂溶液，恰好完全反應生成硫酸鋇沉淀。因此溶液中的硫酸根離子為0.05 mol ；也就是其中含有的Fe₂(SO₄)₃為0.01 mol，(NH₄)₂SO₄為0.02 mol ，此時質量為：0.01 mol ×400g/mol＋0.02 mol ×132g/mol＝6.64g，剩下的就是H₂O的質量，那么每一份溶液中水的質量為：7.00g－6.64g＝0.36g,n(H₂O)＝0.02 mol，因此該硫酸鐵銨的化學式為：Fe₂(SO₄)₃·2(NH₄)₂SO₄·2H₂O