28.“廢物利用”既節(jié)約資源又保護(hù)環(huán)境。某研究小組利用廢鐵屑(含少量硫化物)來制備硫酸亞鐵銨[NH
4)
2Fe(SO
4)
2?xH
2O]以及確定x值進(jìn)行如下的實驗探究。
查閱資料:
①硫酸亞鐵銨,俗稱摩爾鹽,是一種重要的化工原料。易溶于水,不溶于酒精,在100-110℃時分解,110℃完全失去結(jié)晶水。溫度升高到500℃時,(NH
4)
2Fe(SO
4)
2會繼續(xù)分解。
②硫酸亞鐵,容易被氧氣緩慢氧化,鐵粉能防止溶液中的硫酸亞鐵被氧化,能與硫酸銨反應(yīng)生成硫酸亞鐵銨。
③鐵屑中硫化物與稀硫酸反應(yīng)會產(chǎn)生酸性、有毒的硫化氫(H
2S)氣體,須凈化處理。
Ⅰ.制備硫酸亞鐵銨晶體
小組同學(xué)設(shè)計了如圖1流程制備硫酸亞鐵銨晶體:
(1)步驟①中用熱堿性溶液浸泡廢鐵屑目的是除去鐵屑上面的油污,可以選擇的浸泡液是
。
a.碳酸鈉溶液
b.氯化鈉溶液
c.稀鹽酸
(2)步驟②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
;實驗中采用微熱措施的目的是
。
(3)步驟④的實驗操作是
。
步驟②③實驗裝置如圖2:
(4)B裝置中產(chǎn)生大量氫氣作用:一是可以將裝置及溶液中氧氣排走,防止硫酸亞鐵被氧化,具體操作是
;二是通過關(guān)閉活塞b、c,打開a,將反應(yīng)后B中溶液壓入A中。
(5)C瓶中的作用是通過中和反應(yīng)吸收硫化氫,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
。
Ⅱ:測定(NH
4)
2Fe(SO
4)
2?xH
2O中x的值
小組同學(xué)設(shè)計了圖3所示實驗裝置來測定x的值:
?
實驗步驟:
①連接好裝置,檢查裝置氣密性,在A中放入一定質(zhì)量的硫酸亞鐵銨。
②打開彈簧夾,通入一段時間的N
2后,稱量B裝置質(zhì)量。
③關(guān)閉彈簧夾,將恒溫加熱器控制在110℃進(jìn)行加熱至晶體完全失水:(NH
4)
2Fe(SO
4)
2?xH
2O═(NH
4)
2Fe(SO
4)
2+xH
2O。
④打開彈簧夾,繼續(xù)緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間N
2,再次稱量B裝置質(zhì)量,兩次稱量質(zhì)量差為10.8g。
⑤稱量A中反應(yīng)后固體質(zhì)量為28.4g。
……
根據(jù)實驗裝置圖和實驗步驟回答下列問題。
(6)將加熱溫度控制在110℃的目的是
。
(7)計算x值為
。
(8)下列說法正確的是
。
a.步驟2中先稱量,再通入一段時間的N
2會導(dǎo)致x值偏大
b.步驟3中如果加熱時間不夠,會導(dǎo)致x值偏小
c.步驟4中緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間的N
2目的是將裝置中殘留的水蒸氣被B裝置充分的吸收
d.C裝置作用是吸收空氣中二氧化碳,防止進(jìn)入B中