Question

綠礬（FeSO₄·7H₂O）、硫酸亞鐵銨(FeSO₄·(NH₄ )₂SO₄·6H₂O)是重要的化學(xué)化工試劑。工業(yè)上常利用機械加工行業(yè)產(chǎn)生的廢鐵屑為原料制備。

   

                   圖Ⅰ                                       圖Ⅱ

請回答下列問題：

（1）圖Ⅰ用于制備綠礬。其中錐形瓶中盛放的藥品或原料是__________，集氣瓶的作用是__________；燒杯中主要發(fā)生：①CuSO₄+H₂S=CuS↓+H₂SO₄ ②4CuSO₄+PH₃+4H₂O=H₃PO₄+4H₂SO₄+4Cu↓，則燒杯中盛放的試劑是___      ___，其作用是_______________。

（2）圖Ⅱ用于制備硫酸亞鐵銨。在0~60℃的溫度范圍內(nèi)，硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比硫酸銨、硫酸亞鐵的溶解度小，冷卻混合液至室溫便析出硫酸亞鐵銨。具體操作：①打開活塞____________，關(guān)閉活塞_________，從分液漏斗滴入6 mol·L^-1 H₂SO₄到250 mL錐形瓶，充分反應(yīng)。②待錐形瓶中的鐵屑快反應(yīng)完時，關(guān)閉活塞________，打開活塞________。③放置一段時間，試劑瓶底部將結(jié)晶出硫酸亞鐵銨。

（3）在制備硫酸亞鐵的過程中，理論上控制鐵過量或酸過量均有利于防止Fe²⁺被氧化。設(shè)計兩個實驗：實驗一，控制酸過量；實驗二，控制鐵過量；其余步驟同，制得硫酸亞鐵銨，并對產(chǎn)品質(zhì)量進行檢測。檢測結(jié)果如下：

序號	反應(yīng)物用量	產(chǎn)品質(zhì)量
1	n(H2SO4):n(Fe)>1:1	介于Ⅰ級～Ⅱ級之間
2	n(H2SO4):n(Fe)<1:1	優(yōu)于Ⅰ級

已知產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：Fe³⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于0.005%，產(chǎn)品質(zhì)量定為Ⅰ級；Fe³⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于0.01%，產(chǎn)品質(zhì)量定為Ⅱ級，從實驗結(jié)果中，可得出制備硫酸亞鐵溶液時，反應(yīng)控制___________過量為最佳。

Answer 1

（1）鐵屑、稀硫酸；安全瓶作用，防止燒杯中的洗液倒吸至錐形瓶中污染產(chǎn)物；CuSO₄溶液；吸收H₂S、PH₃等尾氣。

（2）BC，A；BC(或B)，A

（3）鐵

解析:

（1）根據(jù)提示方程式，可以推知尾氣中當(dāng)含有H₂S、PH₃等，燒杯里盛放硫酸銅溶液。

（2）本題利用產(chǎn)生的氣體所造成的壓強的變化，將錐形瓶中產(chǎn)生的硫酸亞鐵溶液擠壓進入硫酸銨溶液以制備硫酸亞鐵銨。考慮到亞鐵離子的強還原性，故需要保證析出時處于一個還原性的保護氣氛下，鐵和硫酸反應(yīng)放出的氫氣恰可實現(xiàn)該目的。故開始時需要通過活塞的打開、關(guān)閉的選擇讓氫氣進入硫酸銨溶液的試劑瓶，然后讓氫氣在錐形瓶中聚集增大壓強以將硫酸亞鐵溶液擠壓進入硫酸銨溶液。