《2017-2018学年高二化学苏教版选修六（浙江专用）创新同步教学案：专题7+课题一+硫酸亚铁铵的制备+Word版含答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高二化学苏教版选修六（浙江专用）创新同步教学案：专题7+课题一+硫酸亚铁铵的制备+Word版含答案（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课题一课题一 硫酸亚铁铵的制备硫酸亚铁铵的制备【学考报告】知识条目加试要求硫酸亚铁铵的制备原理与操作方法倾析法分离、洗涤固体物质产率的计算方法bab一、知识预备1硫酸亚铁铵的性质硫酸亚铁铵(NH4)2SO4FeSO46H2O为浅绿色晶体，商品名为摩尔盐，是一种复盐，易溶于水，不溶于乙醇，一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化，形成复盐后就比较稳定。与其他复盐一样，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐FeSO4或(NH4)2SO4都要小。利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体：将含有FeSO4和(NH4)2SO4的溶液蒸发浓缩，冷却后结晶可得到硫酸亚铁铵晶体。2硫酸亚铁铵的制备将铁屑与稀硫酸反应可制得
2、硫酸亚铁溶液，然后加入等物质的量的硫酸铵，加热浓缩可得到混合溶液，冷却至室温，则析出硫酸亚铁铵晶体。反应的化学方程式如下：FeH2SO4=FeSO4H2FeSO4(NH4)2SO46H2O=(NH4)2SO4FeSO46H2O思考 1：如何检验(NH4)2SO4FeSO46H2O 中含有 NH、Fe2及 SO？ 424提示 取适量硫酸亚铁铵晶体溶于水并分成三等份。向一份中加入适量 NaOH 溶液并加热，并用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝即证明原溶液含有NH；向第二份溶液中先滴加少量 KSCN 溶液，无现象，再加入适量氯水，溶 4液变红，证明原溶液含有 Fe2；向第三份溶液中加入过量稀盐
3、酸，无明显现象，再加入适量 BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明原溶液含有 SO。24二、课题方案设计制备硫酸亚铁铵的操作过程可分为三个步骤，即铁屑的净化、硫酸亚铁的制取和硫酸亚铁铵晶体的制备。1取一只小烧杯，放入约 5 g 铁屑，向其中注入 15 mL 1 molL1 Na2CO3溶液，浸泡或小火加热数分钟，然后用倾析法分离并洗涤铁屑，晾干。思考 2：该步操作中，加入 Na2CO3溶液的目的是什么？提示 Na2CO3溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污。2用托盘天平称取 4.2 g 洗净的铁屑，放入洁净的锥形瓶中，向其中加入 25 mL 3 molL1 H2SO4溶液，加热，并不断振荡锥形瓶。反
4、应过程中应适当补充水，使溶液体积基本保持不变，待反应基本完全后，再加入 1 mL 3 molL1 H2SO4溶液，趁热过滤，将滤液转移至蒸发皿中。实验现象：向锥形瓶中加入 25 mL 3 molL1 H2SO4溶液，观察到锥形瓶内产生无色气泡，铁屑溶解，溶液呈绿色。3称取 9.5 g (NH4)2SO4晶体，配成饱和溶液，倒入制得的硫酸亚铁溶液中，搅拌，小火加热，在蒸发皿中蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜为止。将溶液静置，自然冷却，即有硫酸亚铁铵晶体析出。抽滤，并用少量酒精洗去晶体表面附着的水分。4取出晶体，用干净的滤纸吸干，称量并计算产率。思考 3：在制备 FeSO4时需向 Fe 与稀硫酸反应后的
5、溶液中再加入稀硫酸的目的是什么？提示 H2SO4与铁屑反应后，浓度变小，酸性减弱，再加入稀硫酸，使溶液酸性增强，抑制 FeSO4的水解。点拨一、实验注意事项1合成途径铁屑的净化热Na2CO3溶液、倾析制取硫酸亚铁溶液H2SO4溶液溶解、过滤制备硫酸亚铁铵晶体蒸发、抽滤、晶体洗涤计算产率产率实际产量理论产量 100%2硫酸亚铁铵的制备实验注意事项(1)铁屑的选择为缩短反应时间，应设法增大铁的表面积，最好选用刨花车间加工的生铁碎铁屑(丝)，或选用细弹簧弯曲状废铁；废旧铁丝纱窗也可，但净化处理、烘干后要剪成小段。避免使用锈蚀程度过大的铁屑，因其表面 Fe2O3过多无法被铁完全还原，会导致 Fe3留在
6、溶液中而影响产品的质量。市售的清洁用钢丝球不适合作为原料，因为钢丝球中金属铬、镍含量较高，最终会导致铬、镍化合物进入产品而显墨绿色。(2)与铁屑反应硫酸的浓度不宜太大或太小。浓度小，反应慢；浓度太大，易产生Fe3、SO2，使溶液出现黄色。(3)制备硫酸亚铁时要振荡，及时使铁屑回落进入酸液反应。注意分次补充少量水，可防止 FeSO4析出，也可控制硫酸浓度不过大。(4)硫酸亚铁的制备反应基本结束后，为防止水解，加 1 mLH2SO4溶液；为防止因冷却使 FeSO4晶体析出而造成损失，采用趁热过滤。(5)注意计算(NH4)2SO2的用量，基本保持滤液中(NH4)2SO4和 FeSO4的物质的量之比为
7、 11，溶解之前按溶解度计算蒸馏水的用量并煮沸。在室温 20 下，(NH4)2SO4的溶解度为 75.4 g，9.5 g (NH4)2SO4配成饱和溶液应需蒸馏水约 12.5 mL。(6)蒸发浓缩初期要搅拌，发现晶膜出现后停止搅拌，冷却后可结晶得到颗粒较大或块状的晶体，便于分离，产率高、质量好。(7)最后，得到的(NH4)2SO4FeSO46H2O 晶体，用无水酒精洗涤 23 次，洗去晶体表面附着的水分。不能用蒸馏水或母液洗晶体。点拨二、应用倾析法注意事项当沉淀的结晶颗粒较大，静置后容易沉降至容器底部时，常用倾析法(也称倾注法)进行分离或洗涤。倾析法的操作方法是把沉淀上部的清液沿玻璃棒小心倾入
8、另一容器内，如图所示。静置后，将烧杯中的上层清液沿玻璃棒倒入另一容器内，即可使沉淀与清液分离。若沉淀物要洗涤，可注入水(或其他洗涤液)，充分搅拌后使沉淀沉降，再用上述方法将清液倒出，如此重复数次，直到沉淀洗净。典例剖析摩尔盐(NH4)2SO4FeSO46H2O在空气中比一般亚铁盐稳定，是分析化学中常用的还原剂。某研究性学习小组设计了下图所示的实验装置来制备摩尔盐。实验步骤：把 30% NaOH 溶液和废铁屑混合、煮沸、冷却，将洗涤铁屑后的 NaOH 溶液装入 F 中。在 E 中用处理过的铁屑和稀硫酸反应制取 FeSO4。将硫酸亚铁溶液与硫酸铵溶液混合，结晶得摩尔盐。试回答下列问题。(1)F 中
9、的 NaOH 溶液的主要作用是_。 (2)铁屑和稀硫酸反应产生的氢气可赶走装置中的氧气及(NH4)2SO4溶液中的溶解氧，操作时应先关闭活塞_，并同时打开活塞_。请写出铁屑和稀硫酸反应产生的氢气的另外一个作用：_。(3)原料利用率高，副产品少，产生的有害废物少，保护环境是“绿色化学”的主要内涵。请写出此实验中能体现“绿色化学”的具体做法(至少写出两点)：_。 解析 F 中 NaOH 溶液的作用是除去混在 H2中的酸性气体，防止污染环境。实验中利用铁与稀硫酸反应产生的 H2可赶尽装置中的 O2及(NH4)2SO4溶液中的溶解氧，此时可关闭 A，打开活塞 B、C，待排尽 O2后，可将 A、C 关闭
10、，再打开A，可利用产生的 H2将 E 中生成的 FeSO4溶液压入 D 中，从而制取摩尔盐。答案 (1)除去混在氢气中的酸性气体(2)A B、C 将 E 中生成的硫酸亚铁溶液压入 D 中(3)用氢氧化钠溶液除去混在氢气中的酸性气体；重复使用氢氧化钠溶液；用氢气驱赶氧气，防止亚铁盐被氧化等借题发挥 硫酸亚铁铵的制备实验操作要点跟踪训练将绿矾(FeSO47H2O)、硫酸铵(NH4)2SO4以等物质的量混合可制得摩尔盐(NH4)2SO4FeSO46H2O。根据上图回答：(1)步骤 1 的主要作用是_。(2)步骤 3 在溶液浓缩时不能蒸发至干的原因是_。(3)制得的晶体过滤后用无水乙醇洗涤而不用蒸馏水，理由是_。解析 (1)热的 Na2CO3溶液在工业生产中常用于清洗油污；(2)通过结晶、过滤等步骤分离溶液中的易溶物质时，常需要趁热过滤，防止易溶物质结晶而损耗；用蒸发结晶分离提纯物质时，不能将溶液蒸干，不然溶液中的其他可溶性杂质将会带入晶体中；(3)实验中洗涤晶体或沉淀时，为防止晶体等的溶解，常用无水乙醇作为溶剂进行洗涤，其目的是防止因晶体的溶解而损失，在本实验中，用无水乙醇洗涤的另一目的是防止水中的溶解氧氧化晶体中的 Fe2。答案 (1)除去铁屑表面的油污(2)蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，且晶体会受热分解或被氧化(3)减少晶体在洗涤时的溶解和蒸馏水中溶解氧对晶体的氧化
