《硫酸亞鐵銨的制備》學(xué)案用

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1、 課題實(shí)驗(yàn)7-1 硫酸亞鐵銨的制備 實(shí)驗(yàn)原理: 鐵屑易溶于稀硫酸,生成硫酸亞鐵: Fe+HSQ=FeSQ+H f 硫酸亞鐵與等物質(zhì)量的硫酸銨在水溶液中相互作用,即生成溶解度較小的淺綠色硫酸亞鐵 銨復(fù)鹽晶體:FeSQ+(NH4)2SQ+6H2O=FeSQ ? (NH^SO ? 6H2OJ。一般亞鐵鹽在空氣中都 易被氧化,但形成復(fù)鹽后卻比較穩(wěn)定,不易氧化。 實(shí)驗(yàn)試劑: 3mol/L硫酸溶液,0.1mol/L碳酸鈉溶液,鐵屑,硫酸銨。 實(shí)驗(yàn)儀器: 電子天平,量筒(10mL,50mL),燒杯(50mL),錐形瓶(250mL),蒸發(fā)皿(60mL),玻璃棒, 鐵架臺(tái),酒精燈,三腳架,

2、石棉網(wǎng),膠頭滴管,藥匙,吸濾瓶,布氏漏斗。 具體實(shí)驗(yàn)步驟如下: 1. Fe屑的處理和稱量 【操作】稱取約 5g鐵屑,放入錐形瓶,加入 15 mL1mol/LNa 2CQ溶液,小火加熱10 min 以除去Fe屑表面的油污,將剩余的堿液倒出,置于回收瓶中,用蒸餾水把 Fe沖洗干 凈,干燥后稱其質(zhì)量,記為 m*Fe),備用。 【問題】1 ?鐵屑顆粒能否太?。? 2. Na2CO3溶液用以除油污的原因是 ,加熱更有利于提 高去污能力的原因是 ,將剩余的堿液倒掉的方法 2. FeSQ的制備 【操作】將稱量好的 Fe屑放入錐形瓶中,加入 25 mL 3mol / L fSQ,放在水浴中

3、加熱并 不斷震蕩。反應(yīng)中應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充水,待反應(yīng)基本完全后,再加入 1 mL 3mol / L H2SQ, 趁熱過濾,將濾液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中。 【問題】①反應(yīng)的化學(xué)方程式為 , ② 水浴加熱過程中要注意往錐形瓶中補(bǔ)充適量水分,理由是 ③ 制備FeSQ溶液時(shí),用右圖裝置趁熱過濾是 。 ④ 趁熱過濾的目的是 。 ⑤ 反應(yīng)結(jié)束時(shí)再加入 1 mL 3mol / L H2SO1的作用 是 ; ⑥ 在制備FeSQ過程中常會(huì)出現(xiàn)黃色現(xiàn)象,避免這種現(xiàn)象的有效方是 3. (NH4)2SO4 FeSQ 6H2O 的制備 【操作】稱取9.5g的(NH4)2SC4配成飽和溶液并將其加入上面實(shí)驗(yàn)的蒸

4、發(fā)皿中,緩緩加熱, 濃縮至表面出現(xiàn)晶膜為止。放置冷卻,得到硫酸亞鐵銨的晶體。抽濾后,用無水乙醇 洗滌晶體,除去其表面的水分,觀察生成的硫酸亞鐵銨的顏色和狀態(tài)。稱量為 m2g。 【問題】 ① 加熱、濃縮溶液時(shí),不濃縮至干的理由是 ② 實(shí)驗(yàn)時(shí),使摩爾鹽結(jié)晶可以采取的方法是 。(填序號(hào)) A. 蒸發(fā)濃縮溶液、再自然冷卻結(jié)晶 B. 不蒸發(fā)溶液、直接自然冷卻結(jié)晶 C. 加熱、蒸發(fā)、濃縮至晶體完全析出 ③ 制得的晶體過濾后用無水乙醇洗滌而不用蒸餾水,根據(jù)是 4. (NH4)2SO4 FeSOi 6H2O 純度檢測(cè) 制得的摩爾鹽樣品中往往含有極少量的 般采用在酸性下用 KM nO標(biāo)

5、準(zhǔn)液滴定的方法。 Fe3+。為了測(cè)定摩爾鹽產(chǎn)品中 Fe2+的含量, 稱取4.0 g的摩爾鹽樣品,溶于水,并加入適量稀硫酸。用 0.2 mo1/L KMnO4溶液滴 定,當(dāng)溶液中Fe2+全部被氧化時(shí),消耗 KMnO溶液體積10.00 mL 。 (1) 請(qǐng)完成滴定過程中發(fā)生的離子方程式: Fe + + MnO 4 + ( ) — _Mn + + Fe + + 2O (2) 本實(shí)驗(yàn)的指示劑 。A、酚酞 B 、甲基橙 C —石蕊 D、不需要 (3) KMnO溶液置于 (酸式、堿式)滴定管中 (4) 終點(diǎn)顏色的變化: 。 (5) 產(chǎn)品中Fe2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。 答案:(1

6、) 5 1 8H + 1 5 4 (2) D (3)酸式 (4)滴最后一滴標(biāo)準(zhǔn)時(shí)溶液由無色變?yōu)樽霞t色,半分鐘內(nèi)不褪色 (5) 14% 練習(xí): 1. 硫酸亞鐵銨的化學(xué)式為(NH)2SQ FeSQ6HO,商品名為摩爾鹽??捎闪蛩醽嗚F與硫酸銨 小火加熱,用傾析 法分離并洗滌鐵 I實(shí)驗(yàn)操作I 摩爾鹽 步驟1 步驟2 1 濾渣m2 g 水浴加熱 趁熱過濾 步驟3 反應(yīng)生成硫酸亞鐵銨, 一般硫酸亞鐵鹽在空氣中易被氧化, 而形成摩爾鹽后就比較穩(wěn)定了。 三種鹽的溶解度(單位為g/100 g水)如下表: 溫度/C 10 20 30 40 50 7

7、0 (NH4) 2SQ 「73.0 P 75.4 78.0 81.0 84.5 91.9 FeSQ 7H2Q 40.0 48.0 60.0 73.3 一 一 (N H) 2SQ FeSQ 6H2Q 18.1 21.2 24.5 27.9 一 一 I.實(shí)驗(yàn)室制取少量摩爾鹽的流程如下: mi g的廢鐵屑 15mL 3mol/L 一定量 15mL10% Na2CQ$溶 液 H2SO4溶液 (NH4)2Sd 固體 (1) 步驟1Na2CQ3的主要作用是 (2) 步驟2中鐵屑過量的目的是(用離子方程式表示) :

8、 (3) 步驟3中,加入(NH4)2SQ4固體后,要得到摩爾鹽晶體,需經(jīng)過的實(shí)驗(yàn)操作包括: 加熱蒸發(fā)、 、 、洗滌和干燥。 (4) 步驟3中制得的晶體過濾后用無水乙醇洗滌的目的是 操作對(duì)比: 1、三個(gè)步驟中都含有加熱的操作: 步驟1中:小火加熱的目的是: 步驟2中:水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是 水浴加熱是為了 ; 步驟3中:加熱是為了蒸發(fā)溶劑,濃縮結(jié)晶。 思考:該實(shí)驗(yàn)中,要得到摩爾鹽晶體,應(yīng)加熱到 時(shí),停止加熱。 為什么不能蒸干? 那么蒸發(fā)下列溶液呢? ①?gòu)腃USO4溶液得到膽磯晶體: O ②從NaCI溶液得到NaCI固體: 2、三個(gè)步驟中都含有固液分離的操作

9、: 步驟1中采用傾析法分離出鐵屑,下列適合用傾析法的有: () A、沉淀的顆粒較大 B、沉淀容易沉降 C、沉淀呈膠狀 D、沉淀呈絮狀 步驟2中溶液趁熱過濾的原因是 步驟3中可以用如下裝置進(jìn)行過濾: 1、 A這種過濾方式稱為: 2、 這種過濾跟 B普通過濾相比,除了過濾速度快外,還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是: 變式訓(xùn)練: 右圖是模擬工業(yè)制備摩爾鹽晶體的實(shí)驗(yàn)裝置。步驟如下: 鐵屑 ① ② ③ 1、 先用15%的NqCO溶液煮沸廢鐵屑(含少量油污、鐵銹、 FeS),再用清水洗凈。 2、 將處理好的鐵屑放入錐形瓶中,加入適量稀硫酸。 3、 利用容器②的反應(yīng),向容器①中通入 H2

10、,應(yīng)關(guān)閉活塞 ,打開活塞 (填字母)。向容器①中通入 Ha的目的是 。 4、 待錐形瓶中的鐵屑快反應(yīng)完時(shí), ,(填寫操作)繼續(xù)產(chǎn)生 的H2會(huì)將錐形瓶中的FeSO (含少量未反應(yīng)的稀硫酸)壓到飽和 (NH4)2SO溶液的底部。 常溫,放置一段時(shí)間,試劑瓶底部會(huì)析出淺綠色晶體。 5、簡(jiǎn)述從容器①中分離并得到純凈硫酸亞鐵銨晶體的操作步驟是: 6、容器③中 NaOH溶液的作用: 。 答案:(1)除去鐵屑表面的油污 (2)Fe + 2Fe 3+ = 3Fe 2+ ( 3) 冷卻結(jié)晶 過濾 (4 )禾9用乙醇的揮發(fā),除去晶體表面附著的水分 操作對(duì)比答案:步驟一:升溫,溶液堿性增強(qiáng),去油污能力增強(qiáng) 步驟二:受熱均勻、便于控制溫度 加速鐵的溶解 思考答案:溶液表面出現(xiàn)晶膜 蒸干時(shí)溶液中的雜質(zhì)離子會(huì)被帶入晶體中;蒸干時(shí)晶體會(huì)受熱分解或氧化 ① 加熱到溶液表面出現(xiàn)晶膜時(shí),停止加熱 ② 加熱到大量晶體析出時(shí),停止加熱,用余熱蒸干 2. AB 防止溶液冷卻時(shí),硫酸亞鐵因析出而損失 步驟3:1.減壓過濾(也稱抽濾或吸濾) 2. 得到較干燥的沉淀 變式訓(xùn)練答案:3。A BC 排出裝置中的空氣,帶出溶解氧,防止 Fe2+被氧化 4. 關(guān)閉活塞B、C,打開活塞A 5. 過濾洗滌干燥 6. 吸收FeS與稀硫酸反應(yīng)生成的 H2S氣體,防止污染。

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