Question

摩爾鹽[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]在空氣中比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，是分析化學(xué)中常見的還原劑．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)裝置來制備摩爾鹽．
實(shí)驗(yàn)步驟：①把30%NaOH溶液和廢鐵屑混合、煮沸、冷卻，將洗滌鐵屑后的NaOH溶液裝入F中．②在E中用處理過的Fe屑和稀H₂SO₄反應(yīng)制取FeSO₄．③將硫酸亞鐵溶液與硫酸銨溶液混合，結(jié)晶得摩爾鹽．
試回答下列問題：
（1）F中的NaOH溶液的主要作用是

 

（2）Fe屑和稀H₂SO₄反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣可趕走裝置中的氧氣及（NH₄）₂SO₄溶液中的溶解氧，操作時(shí)應(yīng)先關(guān)閉活塞

 

，并同時(shí)打開活塞

 

．請寫出Fe屑和稀H₂SO₄反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的另外一個(gè)作用

 

（3）使摩爾鹽結(jié)晶可采取兩種方法：①蒸發(fā)溶液、再自然冷卻結(jié)晶；②不蒸發(fā)溶液、直接自然冷卻結(jié)晶．你認(rèn)為較好的方法是

 

．（填序號）
（4）原料利用率高，副產(chǎn)品少，產(chǎn)生的有害廢物少，保護(hù)環(huán)境是“綠色化學(xué)”的主要內(nèi)涵．請寫出此實(shí)驗(yàn)中能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”的具體做法（至少寫出兩點(diǎn)）：

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）E中生成的氫氣進(jìn)入F中，F(xiàn)中氫氧化鈉吸收氫氣中的酸性雜質(zhì)氣體；
（2）關(guān)閉活塞A，打開活塞BC時(shí)D、E、F三個(gè)裝置連通，氫氣能從E依次進(jìn)入F和D，把裝置中的氧氣排除；當(dāng)關(guān)閉BC，打開A時(shí)，E中氣壓增大，液體被壓入D中；
（3）摩爾鹽易分解，則不蒸發(fā)溶液、直接自然冷卻結(jié)晶；
（4）實(shí)驗(yàn)中氫氧化鈉溶液重復(fù)使用、用氫氣去除裝置中的氧氣可以減少副產(chǎn)物的生成．

解答： 解：（1）E中生成的氫氣進(jìn)入F中，F(xiàn)中氫氧化鈉吸收氫氣中的酸性雜質(zhì)氣體，所以F中的NaOH溶液的主要作用是除去混在氫氣中的酸性氣體；
故答案為：除去混在氫氣中的酸性氣體；
（2）關(guān)閉活塞A，打開活塞B、C時(shí)D、E、F三個(gè)裝置連通，E中用處理過的Fe屑和稀H₂SO₄反應(yīng)制取FeSO₄和氫氣，氫氣能從E依次進(jìn)入F和D，把裝置中的氧氣排除；當(dāng)關(guān)閉活塞B、C，打開A時(shí)，E中隨著氫氣的量的增大，氣壓增大，E中的液體被壓入D中；
故答案為：A，B、C；將E中產(chǎn)生的硫酸亞鐵溶液壓入D中；
（3）摩爾鹽易分解，所以不蒸發(fā)溶液、直接自然冷卻結(jié)晶，所以采用第②方法；
故答案為：②；
（4）實(shí)驗(yàn)中氫氧化鈉溶液先用于清洗廢鐵屑，后用于除去混在氫氣中的酸性氣體雜質(zhì)，所以氫氧化鈉溶液可以重復(fù)使用，節(jié)省原料；用氫氣去除裝置中的氧氣可以防止亞鐵鹽被氧化減少副產(chǎn)物的生成；
故答案為：氫氧化鈉溶液重復(fù)使用；用氫氣去除裝置中的氧氣．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)制備方案設(shè)計(jì)，涉及反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作、除雜質(zhì)、實(shí)驗(yàn)評價(jià)等，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，題目難度中等．