某化工厂以硫酸亚铁[含少量的Ca(NO3)2]的硫酸铵为原料,设计了一种流程制取硫酸铁铵[aFe2(SO4)3•b(NH

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  • 解题思路:原料中加入硫酸酸化,可生成硫酸钙沉淀,减压过滤后加入过氧化氢氧化可生成硫酸铁,加入硫酸铵,在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题.

    原料中加入硫酸酸化,可生成硫酸钙沉淀,减压过滤后加入过氧化氢氧化可生成硫酸铁,加入硫酸铵,在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,

    (1)加入硫酸,可增大溶液中SO42-浓度,将Ca2+转化为沉淀,生成CaSO4,同时抑制Fe2+水解,

    故答案为:增大溶液中SO42-浓度,将Ca2+转化为沉淀或抑制Fe2+水解;CaSO4

    (2)为避免引入新杂质,应加入过氧化氢为氧化剂,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:b;H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;

    (3)在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,温度不能过高,防止分解,

    故答案为:冷却结晶;常温晾晒;

    (4)检验NH4+的方法是加入强碱反应、加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的气体,该气体是氨气,从而证明原溶液中一定含有NH4+

    故答案为:在试管中加入样品和氢氧化钠固体,在试管口用湿润的红色石蕊试液检验,看到试纸变蓝色;

    (5)称取14.00g样品,将其溶于水配置成100mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14g沉淀,应为Fe(OH)3

    n(Fe(OH)3)=[2.14g/107g/mol]=0.02mol,

    向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO32溶液,恰好完全反应,则n(SO42-)=0.05mol,

    所以14.00g样品中含有Fe2(SO430.02mol,n(SO42-)为0.1mol,则(NH42SO4为0.1mol-0.02mol×3=0.04mol,

    则m(H2O)=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g,

    n(H2O)=[0.72g/18g/mol]=0.04mol,

    n(Fe2(SO43):n((NH42SO4):n(H2O)=0.02:0.04:0.04=1:2:2,

    所以化学式为Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O,

    故答案为:Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O.

    点评:

    本题考点: 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.

    考点点评: 本题考查考查物质的分离、提纯制备,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查,注意根据物质的性质把握实验原理和方法,难度中等.