Question

（2008?佛山二模）绿矾（FeSO4?7H2O）是重要的化学化工试剂，工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原

（2008?佛山二模）绿矾（FeSO4?7H2O）是重要的化学化工试剂，工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备．请回答下列问题：（1）图是某研究性学习小组用于制备绿矾的装置，其中集气瓶的作用是______；烧杯中盛放的试剂是 CuSO4溶液，发生反应：______CuSO4+______PH3+____________=______H3PO4+______H2SO4+______Cu↓，请配平．（2）如图锥形瓶中的反应物是铁屑和28%的硫酸，反应前常用98%的硫酸配制500g 28%的硫酸，要算出所需98%的硫酸的体积，还要知道的数据是______．（3）在制备硫酸亚铁的过程中，理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe2+被氧化．设计两个实验：实验一，控制酸过量；实验二，控制铁过量；其余步骤同，制得硫酸亚铁，并对产品质量进行检测．检测结果如下： 序号 反应物用量 产品质量 1 n（H2SO4）：n（Fe）＞1：1 介于Ⅰ级～Ⅱ级之间 2 n（H2SO4）：n（Fe）＜1：1 优于Ⅰ级已知产品质量标准：Fe3+的质量分数等于0.005%，产品质量定为Ⅰ级；Fe3+的质量分数等于0.01%，产品质量定为Ⅱ级，从实验结果中，可得出制备硫酸亚铁溶液时，反应控制______过量为最佳．（4）该小组在继续研究由绿矾制备Fe（OH）2的过程中，发现出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色，最后变为红褐色．甲同学查资料该灰绿色沉淀可能是Fe3（OH）8，请用氧化物的形式写出该沉淀______；乙同学查资料后认为该灰绿色沉淀是由于Fe（OH）2部分被氧化，混入少量的Fe（OH）3的缘故，请提出一种在研究由Fe2+制备Fe（OH）2的过程中，有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路______．

Answer 1

（1）装置图中分析可知，集气瓶起到安全瓶的作用，防止烧杯中的液体倒吸到锥形瓶中污染生成的产物；氧化还原反应中CuSO₄中铜元素化合价从+2价变化为0价，转移电子为2，PH₃中磷元素化合价-3价变化为+5价，转移电子为8，依据电子守恒和原子守恒配平书写得到化学方程式为：4CuSO₄+PH₃+4H₂O=H₃PO₄+4H₂SO₄+4Cu
故答案为：起安全瓶作用，防止烧杯中的洗液倒吸至锥形瓶中污染产物；4，1，4H₂O，1，4，4；
（2）根据m=ρVω知，要计算溶液的体积还需要知道98%硫酸的密度，故答案为：98%硫酸的密度；
（3）硫酸和铁的质量比确定了产品的级别，从Fe³⁺的质量分数等于0.005%，产品质量定为Ⅰ级；Fe³⁺的质量分数等于0.01%，产品质量定为Ⅱ级，可以看出，三价铁的含量越低级别越高，从表中可以看出，只要控制铁过量，产品级别就高，故答案为：铁；
（4）由资料信息可知，氢氧化亚铁为白色而氢氧化铁为棕色，二者的混合物呈现出绿色，因此实验中出现灰绿色或绿色的现象应是生成的Fe（OH）₂部分被氧化而混入少量的Fe（OH）₃的缘故；资料中提及的微绿色Fe₃（OH）₈，可理解为Fe（OH）₂与Fe（OH）₃的结合起的一种物质，其中既有+2价铁也有+3价铁，因此改写为氧化物的形式时，8个氢原子应结合成4H₂O，所以应写成：FeO?Fe₂O₃?4H₂O，由于出现的沉淀由白变绿是因为形成了Fe（OH）₂与Fe（OH）₃的混合沉淀，因此可利用向Fe²⁺和Fe³⁺的混合液中直接加入NaOH溶液，反应生成Fe（OH）₂与Fe（OH）₃的混合沉淀物，观察此时沉淀物的颜色，或直接取Fe（OH）₂与Fe（OH）₃进行混合，观察混合后颜色的方法，以解释沉淀由“白”变“绿”的现象，
故答案为：FeO?Fe₂O₃?4H₂O；向Fe²⁺和Fe³⁺的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色．或者可以将Fe（OH）₃和Fe（OH）₂混合后观察其颜色