Question

硫酸亞鐵銨[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]為淺綠色晶體，易溶于水，不溶于酒精，在水中的溶解度比FeSO₄或(NH₄)₂SO₄都要小。實(shí)驗(yàn)室中常以廢鐵屑為原料來制備，其步驟如下：

圖1
步驟1：鐵屑的處理。將廢鐵屑放入熱的碳酸鈉溶液中浸泡幾分鐘后，用圖1所示方法分離出固體并洗滌、干燥。
步驟2：FeSO₄溶液的制備。將處理好的鐵屑放入錐形瓶，加入過量的3 mol·
L^－1H₂SO₄溶液，加熱至充分反應(yīng)為止。趁熱過濾(如圖2所示)，收集濾液和洗滌液。

圖2
步驟3：硫酸亞鐵銨的制備。向所得FeSO₄溶液中加入飽和(NH₄)₂SO₄溶液，經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、乙醇洗滌后得到硫酸亞鐵銨晶體。
請(qǐng)回答下列問題：
(1)步驟1中圖1分離方法稱為________法。
(2)步驟2中有一處明顯不合理的是___________________________________。
趁熱過濾的理由是________________________________________________。
(3)步驟3加熱濃縮過程中，當(dāng)________時(shí)停止加熱。用無水乙醇洗滌晶體的原因是______________________________________________________________。
(4)FeSO₄·7H₂O在潮濕的空氣中易被氧化成Fe(OH)SO₄·3H₂O，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________。

Answer 1

　(1)傾析
(2)應(yīng)該鐵屑過量(或反應(yīng)后溶液中必須有鐵剩余)，否則溶液中可能有Fe^3＋存在　減少溶質(zhì)損失
(3)濃縮至液體表面出現(xiàn)晶膜　硫酸亞鐵銨晶體不溶于乙醇，乙醇可以除去其表面的水分
(4)4[FeSO₄·7H₂O]＋O₂===4[Fe(OH)SO₄·3H₂O]＋14H₂O

　本題以(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O晶體的制備為載體，考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作及其原理、化學(xué)方程式的書寫。(2)步驟2中廢鐵屑可能表面已被氧化，而且Fe^2＋加熱攪拌時(shí)也可能被空氣氧化，所以鐵屑應(yīng)該過量，否則溶液中可能有Fe^3＋。加熱制得的FeSO₄溶液濃度較大，溫度降低后溶質(zhì)可能析出，造成濾液中溶質(zhì)減少，所以應(yīng)趁熱過濾以減少溶質(zhì)損失。
(3)當(dāng)液體表面出現(xiàn)晶膜時(shí)，說明溶液已經(jīng)是較高溫度下的熱飽和溶液，即可停止加熱。此時(shí)冷卻，即能得到大量晶體。
由于硫酸亞鐵銨[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]晶體不溶于酒精，而且酒精又易揮發(fā)，所以乙醇洗滌既能除去晶體表面的雜質(zhì)，又便于晶體干燥。