题型：综合题 题类：常考题 难易度：普通
绿矾（FeSO4•7H2O）是治疗缺铁性贫血的特效药．某学校的化学兴趣小组的同学对绿矾进行了如下的探究：
（一）FeSO4•7H2O的制备
该化学兴趣小组的同学在实验室通过如下实验由废铁屑（含少量氧化铜、氧化铁等杂质）制备FeSO4•7H2O晶体：
①将5% Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍．
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50～80℃之间至铁屑耗尽；
③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干；
⑤将制得的FeSO4•7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存．
请回答下列问题：
（二）探究绿矾（FeSO4•7H2O）热分解的产物
已知SO3的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，该小组设计如图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：
实验过程：
①仪器连接后，检查装置A与B气密性；
②取一定量绿矾固体置于A中，通入N2以驱尽装置内的空气，关闭k，用酒精灯加热硬质玻璃管；
③观察到A 中固体逐渐变红棕色，B中试管收集到无色液体，C中溶液褪色；
④待A中反应完全并冷却至室温后，取少量反应后固体于试管中，加入硫酸溶解，取少量滴入几滴KSCN溶液，溶液变红色；
⑤往B装置的试管中滴入几滴BaCl2溶液，溶液变浑浊．
结论1：B中收集到的液体是 ；
结论2：C中溶液褪色，可推知产物中有 ；
结论3：综合分析上述实验③和④可推知固体产物一定有Fe2O3 ．
实验反思：
a．氯水和KSCN溶液 b．酸性KMnO4溶液 c．H2O2 d．NaOH溶液．
温度/℃ 溶解度/g 盐 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
（NH4）2SO4 | 70.6 | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | ﹣ | 88.0 |
FeSO4•7H2O | 15.7 | 20.5 | 26.5 | 32.9 | 40.2 | 48.6 | ﹣ |
（NH4）SO4FeSO4•6H2O | 12.5 | 17.2 | 21.6 | 28.1 | 33.0 | 40.0 | ﹣ |
完成下面的实验报告：
【实验原理】
【实验用品】
10%Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、（NH4）2SO4固体、蒸馏水、无水乙醇．锥形瓶、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、烧杯、铁架台、漏斗、托盘天平、量筒、滤纸．
【实验步骤】
（1）Fe屑的处理和称量
称取3g铁屑，放入锥形瓶，用10%Na2CO3溶液，除去Fe屑表面的油污，将剩余的碱液倒掉，用蒸馏水把Fe冲洗干净，干燥后称其质量m1g．
（2）FeSO4的制备
将称量好的Fe屑放人锥形瓶中，加入15mL 3mol/LH2SO4 ， 加热10min后（有氢气生成，用明火加热注意安全）． a ， 并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸，将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中．将滤纸上的固体干燥后称得质量为m2g．
①a处的操作是{#blank#}1{#/blank#} ；
②制取FeSO4时，加入的Fe为什么要过量？（用离子方程式表示）{#blank#}2{#/blank#}
（3）（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O的制备
根据FeSO4的物质的量，计算并称取（NH4）2SO4固体，并将其加入上面实验的蒸发皿中，缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜为止．{#blank#}3{#/blank#} ，得到硫酸亚铁铵的晶体．过滤后用无水乙醇洗涤晶体，除去其表面的水分，称量得到的晶体质量为m3g．
①b处的操作是{#blank#}4{#/blank#} ；②制备莫尔盐晶体时，为什么不能将溶液蒸发至干？{#blank#}5{#/blank#}
（4）产品检验
微量Fe3+的分析．称0.5g产品置于25mL比色管中，加水溶解后加1mL 25%的KSCN溶液，继续加水至25mL刻度，摇匀，与教师所给标准对比，评价产品质量．写出该过程所发生反应的离子方程式：{#blank#}6{#/blank#}
【实验记录】
起始铁的质量m1/g | 反应后铁的质量m2/g | 莫尔盐的质量 | 产率 | |
理论产量/g | 实际产量m3/g | |||
5.0 | 2.2 | c | 14.7 | d |
碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血．工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如图：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：
沉淀物 | Fe（OH）3 | Fe（OH）2 | Al（OH）3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
回答下列问题：
①写出反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式{#blank#}1{#/blank#} ．
②加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的pH，应控制pH的范围为{#blank#}2{#/blank#} ．
③在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作氧化剂．若参与反应的O2有11.2L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为{#blank#}3{#/blank#} ．
④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe（OH）]2+离子，可部分水解生成[Fe2（OH）4]2+聚合离子，该水解反应的离子方程式为 {#blank#}4{#/blank#} ．
硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵：（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O，商品名称为莫尔盐，是一种复盐．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的溶解度都小，且几乎不溶于乙醇，利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体．三种盐的溶解度（单位为g/100gH2O）见下表：
温度/℃ | FeSO4•7H2O | （NH4）2SO4 | （NH4）2SO4•FeSO4•6H2O |
10 | 20.0 | 73.0 | 17.2 |
20 | 26.5 | 75.4 | 21.6 |
30 | 32.9 | 78.0 | 28.1 |
实验用品：Fe屑（含少量碳）、3mol/LH2SO4、（ NH4）2SO4、蒸馏水、无水乙醇．
实验步骤流程图：
请完成以下实验记录：
试题篮
