Question

【题目】硫酸铁铵aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。某化工厂以硫酸亚铁（含少量硝酸钙）和硫酸铵为原料，设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵。

请回答下列问题：

（1）滤渣A的主要成分是__________________。

（2）下列物质中最适合的氧化剂B是________；反应的离子方程式__________________。

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4 d．K2Cr2O7

（3）操作甲、乙的名称分别是：甲______________，乙___________________。

（4）上述流程中，氧化之后和加热蒸发之前，需取少量溶液检验Fe2+是否已全部被氧化，所加试剂能否用酸性的KMnO4溶液？____(填“能”或“不能”)理由是： ________________________。（可用语言或方程式说明）

（5）检验硫酸铁铵中NH4+的方法是________________________________________。

（6）称取14.00 g样品，将其溶于水配制成100 mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到2.14 g沉淀；向另一份溶液中加入0.05 mol Ba (NO3) 2溶液，恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为______________________。

Answer 1

【答案】CaSO4bH2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O冷却结晶常温晾干不能因为H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色在试管中加入少量样品和NaOH固体加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，看到试纸变成蓝色Fe2(SO4) 3·2(NH4) 2SO4·2H2O

【解析】

原料中加入硫酸酸化，可生成硫酸钙沉淀，减压过滤后加入氧化剂可将硫酸亚铁氧化生成硫酸铁，加入硫酸铵，在80℃下反应可生成硫酸铁铵，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵。

(1)加入硫酸，可增大溶液中SO42-浓度，将Ca2+转化为沉淀，生成CaSO4，同时抑制Fe2+水解，故答案为：CaSO4；

(2)为避免引入新杂质，应加入过氧化氢为氧化剂，还原产物是水，反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：b；H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；

(3)在80℃下反应可生成硫酸铁铵，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵，温度不能过高，防止分解，故答案为：冷却结晶；常温晾晒；

(4)酸性高锰酸钾溶液氧化性很强，H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色，应加入K3[Fe(CN)6]溶液，如生成蓝色沉淀，可说明含有亚铁离子，故答案为：不能；因为H2O2和Fe2+均能使酸性的KMnO4溶液褪色；

(5)检验NH4+的方法是加入强碱反应、加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的气体，该气体是氨气，从而证明原溶液中一定含有NH4+，故答案为：在试管中加入少量样品和NaOH固体加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，看到试纸变成蓝色；

(6)称取14.00g样品，将其溶于水配置成100mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到2.14g沉淀，应为Fe(OH)3，n(Fe(OH)3)==0.02mol，所以14.00g样品中含有Fe2(SO4)30.02mol，向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO3)2溶液，恰好完全反应，则n(SO42-)=0.05mol，则n(SO42-)总量为0.1mol，因此(NH4)2SO4为0.1mol-0.02mol×3=0.04mol，则m(H2O)=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g，n(H2O)==0.04mol，n(Fe2(SO4)3)：n((NH4)2SO4)：n(H2O)=0.02：0.04：0.04=1：2：2，所以化学式为Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O，故答案为：Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O。