Question

【題目】硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)是一種重要的食品和飼料添加劑。實驗室通過如下實驗由廢鐵屑制備FeSO4·7H2O晶體：

①將5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量廢鐵屑的燒杯中，加熱數分鐘，用傾析法除去Na2CO3溶液，然后將廢鐵屑用水洗滌2～3遍；

②向洗滌過的廢鐵屑中加入過量的稀硫酸，控制溫度在50～80℃之間至鐵屑耗盡；

③ ，將濾液轉入到密閉容器中，靜置、冷卻結晶；

④待結晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌2～3次，再用濾紙將晶體吸干；

⑤將制得的FeSO4·7H2O晶體放在一個小廣口瓶中，密閉保存。

請回答下列問題：

（1）實驗步驟①的目的是____。

（2）寫出實驗步驟②中的化學方程式____。

（3）補全實驗步驟③的操作名稱____。

（4）實驗步驟④中用少量冰水洗滌晶體，其目的是___。

（5）乙同學認為甲的實驗方案中存在明顯的不合理之處，你___(填“是”或“否”)同意乙的觀點。

（6）丙同學經查閱資料后發現，硫酸亞鐵在不同溫度下結晶可分別得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度和該溫度下析出晶體的組成如下表所示(僅在56.7℃、64℃溫度下可同時析出兩種晶體)。

硫酸亞鐵的溶解度和析出晶體的組成

若需從硫酸亞鐵溶液中結晶出FeSO4·4H2O，應控制的結晶溫度(t)的范圍為___。

（7）取已有部分氧化的綠礬固體(硫酸亞鐵的相對原子質量用M表示)wg，配制成100mL用cmol/L KMnO4標準溶液滴定，終點時消耗標準液的體積為VmL，則：若在滴定終點讀取滴定管讀數時，俯視滴定管液面，使測定結果___(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)

Answer 1

【答案】去除油污或利用碳酸鈉水解后顯堿性的性質除去表面油污 Fe+H2SO4(稀) FeSO4+H2↑ 趁熱過濾 洗去雜質，降低洗滌過程中FeSO4·7H2O的損耗 是 56.7℃＜t＜64℃ 偏低

【解析】

（1）Na2CO3溶液顯堿性，油脂在堿溶液中水解生成溶于水的物質；

（2）實驗步驟②中的化學反應是一定溫度下鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；

（3）步驟③是趁熱過濾避免硫酸亞鐵損耗；

（4）步驟④中用少量冰水洗滌晶體是洗滌表面雜質，溫度降低硫酸亞鐵溶解度減小；

（5）鐵屑耗盡，不能防止亞鐵離子被氧化；

（6）依據圖表數據分析，析出晶體FeSO44H2O的溫度范圍；

（7）若在滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視標準液液面，讀取標準溶液體積減小。

（1）Na2CO3溶液中碳酸根離子水解顯堿性，鐵屑表面含有油脂，油脂在堿性條件下，水解成可溶水的物質，步驟①的目的是除去鐵屑表面的油污，故答案為：去除油污或利用碳酸鈉水解后顯堿性的性質除去表面油污；

（2）發生化學方程式為Fe+H2SO4FeSO4+H2↑；

（3）步驟③將濾液轉入到密閉容器，冷卻結晶，因此步驟③的操作名稱為趁熱過濾，故答案為：趁熱過濾；

（4）一般溫度低，晶體的溶解度低，冰水洗滌的目的是洗去表面的雜質，減少FeSO4·7H2O的損耗，故答案為：洗去雜質，降低洗滌過程中FeSO4·7H2O的損耗；

（5）步驟②中鐵屑耗盡，鐵轉化成Fe2+，Fe2+容易被氧化成Fe3+，即同意乙同學的觀點，故答案為：是；

（6）根據表格中的數據，得到FeSO4·4H2O，在56.7℃、64℃同時析出兩種晶體，因此溫度控制在高于56.7℃，低于64℃，范圍是56.7℃＜t＜64℃；

（7）根據滴定管從上到下刻度增大，俯視讀數，V偏小，消耗標準液體積減少，因此所測結果偏低。