Question

綠礬（FeSO₄·7H₂O）、硫酸亞鐵銨(FeSO₄·(NH₄ )₂SO₄·6H₂O)是重要的化學(xué)化工試劑。工業(yè)上常利用機(jī)械加工行業(yè)產(chǎn)生的廢鐵屑為原料制備。

   

                   圖Ⅰ                                       圖Ⅱ

請(qǐng)回答下列問題：

（1）圖Ⅰ用于制備綠礬。其中錐形瓶中盛放的藥品或原料是__________，集氣瓶的作用是__________；燒杯中主要發(fā)生：①CuSO₄+H₂S=CuS↓+H₂SO₄ ②4CuSO₄+PH₃+4H₂O=H₃PO₄+4H₂SO₄+4Cu↓，則燒杯中盛放的試劑是___      ___，其作用是_______________。

（2）圖Ⅱ用于制備硫酸亞鐵銨。在0~60℃的溫度范圍內(nèi)，硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比硫酸銨、硫酸亞鐵的溶解度小，冷卻混合液至室溫便析出硫酸亞鐵銨。具體操作：①打開活塞____________，關(guān)閉活塞_________，從分液漏斗滴入6 mol·L^-1 H₂SO₄到250 mL錐形瓶，充分反應(yīng)。②待錐形瓶中的鐵屑快反應(yīng)完時(shí)，關(guān)閉活塞________，打開活塞________。③放置一段時(shí)間，試劑瓶底部將結(jié)晶出硫酸亞鐵銨。

（3）在制備硫酸亞鐵的過程中，理論上控制鐵過量或酸過量均有利于防止Fe²⁺被氧化。設(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一，控制酸過量；實(shí)驗(yàn)二，控制鐵過量；其余步驟同，制得硫酸亞鐵銨，并對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果如下：

序號(hào)	反應(yīng)物用量	產(chǎn)品質(zhì)量
1	n(H2SO4):n(Fe)>1:1	介于Ⅰ級(jí)～Ⅱ級(jí)之間
2	n(H2SO4):n(Fe)<1:1	優(yōu)于Ⅰ級(jí)

已知產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：Fe³⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于0.005%，產(chǎn)品質(zhì)量定為Ⅰ級(jí)；Fe³⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于0.01%，產(chǎn)品質(zhì)量定為Ⅱ級(jí)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，可得出制備硫酸亞鐵溶液時(shí)，反應(yīng)控制___________過量為最佳。

Answer 1

（1）鐵屑、稀硫酸；安全瓶作用，防止燒杯中的洗液倒吸至錐形瓶中污染產(chǎn)物；CuSO₄溶液；吸收H₂S、PH₃等尾氣。

（2）BC，A；BC(或B)，A

（3）鐵

解析:

（1）根據(jù)提示方程式，可以推知尾氣中當(dāng)含有H₂S、PH₃等，燒杯里盛放硫酸銅溶液。

（2）本題利用產(chǎn)生的氣體所造成的壓強(qiáng)的變化，將錐形瓶中產(chǎn)生的硫酸亞鐵溶液擠壓進(jìn)入硫酸銨溶液以制備硫酸亞鐵銨�？紤]到亞鐵離子的強(qiáng)還原性，故需要保證析出時(shí)處于一個(gè)還原性的保護(hù)氣氛下，鐵和硫酸反應(yīng)放出的氫氣恰可實(shí)現(xiàn)該目的。故開始時(shí)需要通過活塞的打開、關(guān)閉的選擇讓氫氣進(jìn)入硫酸銨溶液的試劑瓶，然后讓氫氣在錐形瓶中聚集增大壓強(qiáng)以將硫酸亞鐵溶液擠壓進(jìn)入硫酸銨溶液。