Question

硫酸亚铁是一种重要的食品和饲料添加剂，某课外兴趣小组在实验室用废铁屑与稀硫酸在加热条件下制取FeSO₄?X H₂O，并测定该晶体中结晶水含量．请回答下列问题：
（1）铁屑表面少量的铁锈（主要成分为Fe₂O₃?a H₂O ）对制取硫酸亚铁有无影响______（填“有”或“无”．其原因是______，该步实验的关键是保证______过量（填“硫酸”或“铁屑”）；
（2）FeSO₄在不同温度下溶解度如下表所示：

温度/℃	0	10	20	30	40	50	60	70	80
溶解度/g/100g水	18.5	20.8	26.3	32.8	40.1	48.4	52.4	50.9	43.7

由于铁屑中含有C、Si等杂质，为了使FeSO₄ 溶液的浓度增大，便于反应后分离溶液和残渣．该小组实验时采取了水浴加热和趁热过滤的方法，这样做的主要目的是为了防止______．你认为实验时的水浴温度最好控制在______℃左右．从滤液中获得FeSO₄?xH₂O，下列操作中不需要的是______；
（A）冷却　　　　　　（B）蒸发
（C）结晶　　　　　（D）洗涤　　　　（E）过滤
（3）以下是测定FeSO₄?xH₂O中结晶水含量的实验流程．（称量仪器为电子天平）


①其加热装置正确的是______


②重复操作II、III、IV，直到连续两次称量结果相差不超过______g；
③操作III必须要在______中（填仪器名称）进行．
（4）以下结晶水含量测定操作正确的是______；
A、加热时，晶体溅出坩埚，再加些FeSO₄?xH₂O
B、加热时，先用小火，后用大火加热至最后
C、加热时，不断用玻璃棒搅拌
D、恒重操作是指加热、冷却、称量这一过程重复两次
（5）实验中出现下列情况时，将对X值有何影响（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）：灼烧时有黑色固体出现______；在冷却过程中，无水硫酸亚铁又吸收了空气中的水蒸气______．

Answer 1

解：（1）少量的铁锈和铁屑反应生成二价铁离子，所以对制取硫酸亚铁无影响，但必须是铁屑过量，保证溶液中三价铁离子完全转化为二价铁离子，
故答案为：无；生成的少量Fe³⁺ 与铁屑反应转化为Fe²⁺；铁屑；
（2）根据图表分析知，0～60℃，温度越高硫酸亚铁的溶解性越大；60～80℃，温度越高溶解度反而减小；所以采取了水浴加热和趁热过滤的方法防止硫酸亚铁晶体析出；60℃时硫酸亚铁的溶解度最大，所以实验时的水浴温度最好控制在60℃左右；从滤液中获取硫酸亚铁晶体不需要蒸发，故选B．
故答案为：硫酸亚铁晶体析出；60℃；B；
（3）①测定FeSO₄?xH₂O中结晶水含量的实验中必须在坩埚中加热，装置应选C，故答案为：C；
②重复操作II、III、IV，直到连续两次称量结果相差不超过0.001g，故答案为：0.001；
③为防止空气中的物质和其反应，所以应在干燥器中冷却，故答案为：干燥器；
（4）A、加热时，晶体溅出坩埚，应重新做实验，故A错误；
B、加热时，先用小火，后用大火加热，至恒重，故B错误；
C、加热时，不断用玻璃棒搅拌，防止局部受热造成液体飞溅，故C正确；
D、恒重操作是指两次称重之差不大于0.0003g，故D错误；
故答案为：C；
（5）灼烧时有黑色固体出现，说明硫酸亚铁分解生成气体，所以m（H₂O）偏大；在冷却过程中，无水硫酸亚铁又吸收了空气中的水蒸气，则结晶水合物中m（H₂O）偏小，
故答案为：偏大；偏小．
分析：（1）根据生成物的成分判断是否有影响；三价铁离子能和铁单质 反应生成二价铁离子；
（2）根据硫酸亚铁的溶解度与温度的关系分析判断，在60℃时溶解度最大，温度越低溶解度越小，高于60℃温度越高溶解度越小；
（3）①加热结晶水固体所用仪器为坩埚；
②重复操作II、III、IV，直到连续两次称量结果相差不超过0.001g；
③为防止空气中的物质和其反应应在干燥器中冷却；
（4）根据操作是否引起误差判断；
（5）根据减少的质量是小于实际结晶水的质量还是大于结晶水的含量判断．
点评：本题考查了硫酸亚铁结晶水的测定，难度不大，注意灼烧固体必须在坩埚中进行．