Question

【题目】用如图所示装置制备FeSO4溶液，再与等物质的量的(NH4)2SO4反应，制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)xFe(SO4)y·6H2O]。硫酸亚铁铵晶体在空气中不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇。

（1）实验装置：反应过程中会产生少量PH3气体，需使用封闭装置。用CuSO4溶液吸收PH3时会生成H3PO4和Cu。该反应的化学方程式为_______。

（2）药品用量：将2 g Fe粉、10 mL 3 mol·L-1 H2SO4溶液加入烧瓶中反应。采取该原料配比的主要原因是_______。

（3）制备FeSO4溶液：保持温度70~80 ℃，至反应无明显气泡产生，停止加热，过滤。

（4）制备(NH4)xFe(SO4)y·6H2O：向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体，70~80 ℃条件下溶解后，趁热倒入50 mL乙醇中，析出晶体。乙醇的作用为_______。

（5）测定化学式：将一定量(NH4)xFe(SO4)y·6H2O晶体加入到过量NaOH溶液中，并加热，生NH3 1.12 L（标准状况），过滤、洗涤、灼烧，得Fe2O3固体2.0 g。通过计算确定硫酸亚铁铵晶体的化学式。（写出计算过程）_______

Answer 1

【答案】4CuSO4+ PH3 + 4H2O = H3PO4 + 4H2SO4+ 4Cu↓ 避免Fe2+被氧化为Fe3+ 降低硫酸亚铁铵在水中溶解的量 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O

【解析】

利用硫酸铜和磷化氢反应生成铜和磷酸、硫酸，

铁与硫酸量的关系理解为何要按照此原料比加入，

根据硫酸亚铁铵不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇的知识推出加入乙醇的作用，

根据生成的量的关系分析铵根离子和亚铁离子的比，再根据电荷关系推出硫酸亚铁铵的化学式。

⑴用CuSO4溶液吸收PH3时会生成H3PO4和Cu。该反应的化学方程式为4CuSO4+ PH3 + 4H2O = H3PO4 + 4H2SO4+ 4Cu↓，

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

⑵药品用量：将2 g Fe粉即物质的量约为0.036 mol，10 mL 3 mol·L-1 H2SO4溶液即物质的量为0.03mol，两者加入烧瓶中反应，铁粉略过量，主要是避免Fe2+被氧化为Fe3+，

故答案为：避免Fe2+被氧化为Fe3+；

⑷根据硫酸亚铁铵晶体在空气中不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇，得出乙醇的作用为降低硫酸亚铁铵在水中溶解的量，

故答案为：降低硫酸亚铁铵在水中溶解的量；

⑸将一定量(NH4)xFe(SO4)y·6H2O晶体加入到过量NaOH溶液中，并加热，生成NH3 1.12 L即物质的量为0.05 mol，Fe2O3固体2.0 g绩物质的量为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，

再根据电荷守恒得出(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O，

故答案为：(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O。