Question

（15分）硫酸亞鐵銨(NH₄)₂SO₄?FeSO₄?6H₂O是一種重要化學試劑。某探究性學習小組用除去鋅鍍層的鐵片來制取硫酸亞鐵銨，設計流程如下：

請回答下列問題：
（1）確定鋅鍍層被除去的標志是                                               ；
計算上述鐵片鋅鍍層的厚度，不需要的數據是                （填編號）。
a．鋅的密度ρ（g/cm³）      b．鍍鋅鐵片質量m ₁（g）   c．純鐵片質量m ₂（g）
d．鍍鋅鐵片面積S（cm²）    e．鍍鋅鐵片厚度h（cm）
鋅鍍層的厚度為                        cm（用含ρ、m ₁、m ₂…等的代數式表示）。
（2）上述流程中：操作Ⅰ是取出鐵片、       、        、稱量；操作Ⅱ是              。
（3）A物質可以為        （填編號）。
a．CuCl₂       b．CuO       c．Cu(NO₃)₂       d．CuSO₄
加入少量A物質的目的是                    ，B物質的成分為                 。
（4）加少量硫酸調節pH為 1～2的目的是                                    。
（5）用無水乙醇洗滌潮濕的硫酸亞鐵銨晶體是為了除去晶體表面殘留的水分，不用加熱烘干的原因是                                                        。
（6）鑒定所得晶體中含有Fe²⁺、NH₄⁺、SO₄^2―離子的實驗方法正確的是         （填編號）。
a．取少量樣品于試管，加水溶解，通入適量Cl₂，再加KSCN溶液，觀察現象
b．取少量樣品于試管，加水溶解，加入NaOH溶液，露置于空氣中，觀察現象
c．取少量樣品于試管，加水溶解，加入稀NaOH溶液，用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，觀察試紙顏色的變化
d．取少量樣品于試管，加水溶解，加入鹽酸后再加入BaCl₂溶液，觀察現象

Answer 1

（1）反應速率突然減小（或鐵片表面生成的氣泡突然減少）（1分）
e （1分）（2分）
（2）洗滌、烘干（或干燥）（1分，有錯不得分）過濾（1分）
（3）b、d（各1分，共2分），加快鐵片與硫酸的反應速率（2分），
Fe和Cu（1分，有缺不得分）
（4）抑制Fe²⁺、NH₄⁺水解（1分）（5）避免加熱過程中晶體受熱分解（或被氧化）（1分）
（6）b、d（各1分，共2分）

（1）兩金屬均可置換出氫氣，但鋅的金屬活性較鐵強，故當鐵片表面生成的氣泡突然減少時，表明鋅鍍層已被除去
鋅層的質量為，其體積為，由于鋅層為兩面，故鋅層厚度為，故計算鋅鍍層的厚度不需要“鍍鋅鐵片厚度”
（2）操作I：為了提高實驗精度，必須將鐵片表面洗滌干凈，再干燥后稱量
操作II：將不溶于水的固體與溶液分離應采用過濾的方法
（3）由于原電池反應速率快于化學反應，同時為不引入雜質，故可通過加入CuO或CuSO₄形成鐵銅原電池，以加快反應速率
B物質是過量的鐵及置換出銅
（4）由于Fe²⁺、NH₄⁺均水解呈酸性，為抑制其水解，需使溶液呈酸性，調節pH為1～2
（5）由于產品易分解并且易被氧化，故盡量不加熱
（6）a：即使不含有Fe²⁺，最終也可出現血紅色，不正確
b：通過生成白色沉淀及沉淀顏色的變化，可檢驗出Fe²⁺的存在，正確
c:由氨氣極易溶于水，沒有加熱操作，氣體不能逸出，試紙不會變色，不正確
d：可以檢驗出SO₄^2―離子的存在，正確