Question

6．FeSO₄是一種精細化工產品，可用于治療缺鐵性貧血、制革、木材防腐等．制備步驟：①將3mol•L^-1硫酸加入鐵粉里，微熱，攪拌使其充分反應；②趁熱過濾；③在50℃左右蒸發(fā)、結晶，得到晶體--綠礬（FeSO₄•7H₂O）．回答下列問題：
（1）制備FeSO₄溶液時一般不用較濃硫酸而用3mol•L^-1硫酸的原因是產生SO₂，污染環(huán)境，反應時要求鐵粉過量的理由是防止生成Fe³⁺
（2）檢驗步驟①所得溶液中金屬陽離子的方法是取少量待測液于試管中，加入KSCN溶液，無明顯變化，再滴加少量氯水溶液變紅色．
（3）步驟②趁熱過濾的原因是防止硫酸亞鐵結晶析出造成損失．
（4）在空氣中加熱綠礬，固體質量與溫度變化曲線如圖：
a曲線對應的反應化學方程式為FeSO₄•7H₂O═FeSO₄•4H₂O+3H₂O
c曲線對應的物質化學式為Fe₂O₃．

Answer 1

分析 （1）金屬鐵和濃硫酸一定條件下發(fā)生反應，會得到二氧化硫氣體、硫酸鐵；金屬鐵和硫酸鐵之間反應可得到硫酸亞鐵；
（2）鐵離子和硫氰化鉀混合產生紅色物質，根據(jù)亞鐵離子具有還原性的性質來進行檢驗；
（3）根據(jù)硫酸亞鐵晶體的性質確定結晶溫度；
（4）在空氣中加熱綠礬，根據(jù)固體質量的變化，結合差量法來計算．

解答 解：（1）金屬鐵和濃硫酸一定條件下發(fā)生反應，會得到二氧化硫氣體、硫酸鐵，產生SO₂，污染環(huán)境；反應時要求鐵粉過量，金屬鐵和硫酸鐵之間反應可得到硫酸亞鐵，防止生成Fe³⁺；故答案為：產生SO₂，污染環(huán)境； 防止生成Fe³⁺；
（2）亞鐵離子具有還原性，檢驗方法：取少量待測液于試管中，加入KSCN溶液，無明顯變化，再滴加少量氯水溶液變紅色；故答案為：取少量待測液于試管中，加入KSCN溶液，無明顯變化，再滴加少量氯水溶液變紅色；
（3）為了防止硫酸亞鐵結晶析出造成損失，過濾時，趁熱過濾，故答案為：防止硫酸亞鐵結晶析出造成損失；
（4）FeS0₄•7H₂0樣品物質的量=$\frac{55.6g}{278g/mol}$=0.2mol，其中m（H₂0）=1.4mol×18g/mol=25.2g，a曲線變化中，固體的質量減小10.8g，即生成水10.8g，晶體失去部分結晶水，發(fā)生反應：FeSO₄•7H₂O═FeSO₄•4H₂O+3H₂O； 硫酸亞鐵易被氧化為硫酸鐵，加熱蒸干產物是Fe₂O₃，
故答案為：FeSO₄•7H₂O═FeSO₄•4H₂O+3H₂O；Fe₂O₃．

點評 本題考查學生金屬鐵以及化合物的性質，是一道性質實驗方案設計題目，難度較大．