实验 硫酸亚铁的制备.docVIP

［实验四　 硫酸亚铁的制备］　　实验设计参考：　　首先用碱液除去废铁屑表面的油污，之后按如下步骤制备硫酸亚铁：　　(1)在烧杯中倒入40mL稀硫酸，加入足量废铁屑，以使稀硫酸浸没所有铁屑为度。小心加热(保持温度在50—80℃之间，不要煮沸)，直到只有极少量气泡生成，同时溶液呈浅绿色为止(这时烧杯底部应留有少量铁屑)。　　(2)用少量热水通过过滤器，以提高它的温度(防止溶液在漏斗里析出晶体)，然后将溶液趁热过滤。将滤液转入试管中，用橡皮塞塞住管口(防止空气进入)，静置、冷却、结晶，观察滤液冷却生长出浅绿色硫酸亚铁晶体的　 现象。　　(3)待结晶完毕后，取出晶体，用少量水洗涤2—3次，再用滤纸将晶体吸干。　　(4)把制得的硫酸亚铁晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。　　实验现象：　　废铁屑遇到稀H2SO4产生气泡，铁屑溶解，溶液呈浅绿色，冷却后有晶体析出(绿矾FeSO4·7H2O)。　　说明：　　铁与H2SO4反应制FeSO4时应用稀H2SO4。　　FeSO4易被氧化，应加入过量铁屑以防止氧化，制得的绿矾应密闭保存　例5、（05江苏、20）（12分）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：　　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；　　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；　　趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；　　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；　　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）实验步骤的目的是__________，加热的作用是__________。　　（2）实验步骤明显不合理，理由是__________。　　（3）实验步骤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（仅在56.7、64温度下可同时析出两种晶体）。　　硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成 温度/ 0 10 30 50 56.7 60 64 70 80 90 溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.2 35.3 35.6 33.0 30.5 27.0 析出晶体 FeSO4·7H2O FeSO4·4H2O FeSO4·H2O 　　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__________。　　分析：　　制备硫酸亚铁前，一般先要除去铁表面的油污，可用烧碱或纯碱溶液，加热能促进纯碱溶解使水解程度增大，增强去油污能力。　　由于Fe2+易被氧化，所以制备硫酸亚铁时要使铁过量。　　为了增大硫酸亚铁浓度，应在较高温度下使铁与硫酸反应，但又要防止亚铁离子的氧化，所以一般控制在50－80，并要趁热过滤。　　得到的沉淀一般会沾有溶液中的离子，需要进行洗涤以除去这些离子。　　根据表中第2行可画出溶解度曲线。　　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）洗涤除除去晶体表面附着的硫酸等杂质；用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗。　　（4）如图 　　（5）56.7 ＜ t ＜ 64