实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验.doc

1. 实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下:取过量洁净的铁屑,加入20%-30%的稀硫酸溶液,在50℃-80℃水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热过滤,滤液移至试管中,用橡胶塞塞紧试管口,静置、冷却一段时间后收集产品。
写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式:____。
硫酸溶液过稀会导致____。
(3)采用水浴加热的原因是____。
(4)反应时铁屑过量的目的是(用离子方程式表示)____。
(5)溶液趁热过滤的原因是___。
塞紧试管口的目的是____。
(6)静置冷却一段时间后,在试管中观察到的现象是____。
参考答案:(1)Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑
(2)反应速率慢不利于晶体析出
(3)(4)Fe3++2Fe=3Fe2+
(5)减少FeSO4的损失
防止空气进入试管将Fe2+氧化为Fe3+
(6)有浅绿色晶体析出
解析:⑴铁和稀硫酸反应的方程式为:Fe+H2SO4(稀)FeSO4+H2↑。
(2)硫酸如果浓度过稀,则反应时速率过慢;另外由于溶液中含有较多的水,也不利于硫酸亚铁晶体的析出。
(3)水浴加热受热均匀,温度容易控制。
(4)铁屑过量的目的是防止Fe2+被氧化成Fe3+,即使被氧化Fe可以使Fe3+还原:
Fe+2Fe3+=3Fe2+。
(5)溶液趁热过滤的目的是减少FeSO4的损失;塞紧试管口的目的是防止空气中的氧气将FeSO4氧化。
(6)硫酸亚铁热溶液在冷却过程中,溶解度降低,在静置冷却一段时间后会有浅绿色硫酸亚铁晶体析出。
析出晶体是由于硫酸亚铁的溶解度随着温度的降低而减小,所以静置冷却一段时间后会析出晶体
2. 硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体:
①将5% Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用水洗涤2 ~ 3遍;
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在50 ~ 80℃之间至铁屑耗尽;
③趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶;
④待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2 ~ 3次,再用滤纸将晶体吸干;
⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存。
请回答下列问题:
(1)实验步骤①的目的是,加热的作用是。
(2)实验步骤②明显不合理,理由是。
(3) 实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,其目的是。
(4)经查阅资料后发现,硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示(℃、64℃温度下可同时析出两种晶体)。
请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线。
(5)若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4·4H2O,应控制的结晶温度(t)的范围为。
参考答案:(1)除油污升高温度,溶液碱性增强,去油污能力增强
(2)应该铁屑过量(或反应后溶液中必须有铁剩余),否则溶液中可能有Fe3+存在
(3)用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗
(4)如图
(5)℃< t < 64℃
3. 某校化学课外