Question

【題目】用如圖所示裝置制備FeSO4溶液，再與等物質的量的(NH4)2SO4反應，制備硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)xFe(SO4)y·6H2O]。硫酸亞鐵銨晶體在空氣中不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇。

（1）實驗裝置：反應過程中會產生少量PH3氣體，需使用封閉裝置。用CuSO4溶液吸收PH3時會生成H3PO4和Cu。該反應的化學方程式為_______。

（2）藥品用量：將2 g Fe粉、10 mL 3 mol·L-1 H2SO4溶液加入燒瓶中反應。采取該原料配比的主要原因是_______。

（3）制備FeSO4溶液：保持溫度70~80 ℃，至反應無明顯氣泡產生，停止加熱，過濾。

（4）制備(NH4)xFe(SO4)y·6H2O：向FeSO4溶液中加入一定質量的(NH4)2SO4固體，70~80 ℃條件下溶解后，趁熱倒入50 mL乙醇中，析出晶體。乙醇的作用為_______。

（5）測定化學式：將一定量(NH4)xFe(SO4)y·6H2O晶體加入到過量NaOH溶液中，并加熱，生NH3 1.12 L（標準狀況），過濾、洗滌、灼燒，得Fe2O3固體2.0 g。通過計算確定硫酸亞鐵銨晶體的化學式。（寫出計算過程）_______

Answer 1

【答案】4CuSO4+ PH3 + 4H2O = H3PO4 + 4H2SO4+ 4Cu↓ 避免Fe2+被氧化為Fe3+ 降低硫酸亞鐵銨在水中溶解的量 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O

【解析】

利用硫酸銅和磷化氫反應生成銅和磷酸、硫酸，

鐵與硫酸量的關系理解為何要按照此原料比加入，

根據硫酸亞鐵銨不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇的知識推出加入乙醇的作用，

根據生成的量的關系分析銨根離子和亞鐵離子的比，再根據電荷關系推出硫酸亞鐵銨的化學式。

⑴用CuSO4溶液吸收PH3時會生成H3PO4和Cu。該反應的化學方程式為4CuSO4+ PH3 + 4H2O = H3PO4 + 4H2SO4+ 4Cu↓，

故答案為：4CuSO4+ PH3 + 4H2O = H3PO4 + 4H2SO4+ 4Cu↓；

⑵藥品用量：將2 g Fe粉即物質的量約為0.036 mol，10 mL 3 mol·L-1 H2SO4溶液即物質的量為0.03mol，兩者加入燒瓶中反應，鐵粉略過量，主要是避免Fe2+被氧化為Fe3+，

故答案為：避免Fe2+被氧化為Fe3+；

⑷根據硫酸亞鐵銨晶體在空氣中不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇，得出乙醇的作用為降低硫酸亞鐵銨在水中溶解的量，

故答案為：降低硫酸亞鐵銨在水中溶解的量；

⑸將一定量(NH4)xFe(SO4)y·6H2O晶體加入到過量NaOH溶液中，并加熱，生成NH3 1.12 L即物質的量為0.05 mol，Fe2O3固體2.0 g績物質的量為0.0125 mol，

n(NH3) = 0.05 mol，n(NH4＋) = 0.05 mol，

n(Fe2O3) = 0.0125 mol，n(Fe) = 0.025 mol ，

n(Fe)：n(NH4＋) = 0.025 mol：0.05 mol = 1:2，

再根據電荷守恒得出(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O，

故答案為：(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O。