實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;

1. 了解復(fù)鹽的一般制備方法。 

2. 掌握水浴加熱、蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶和減壓過(guò)濾等操作。 

3. 學(xué)習(xí)用目測(cè)比色法檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量的方法。 

實(shí)驗(yàn)原理 

鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵： 

Fe(s) + 2H+(aq) = Fe2+(aq) + H2(g) 

等物質(zhì)的量的硫酸亞鐵與硫酸銨在水溶液中相互作用，生成溶解度較小的復(fù)鹽FeSO4 (NH4)2SO4 6H2O： 

FeSO4 (aq)+ (NH4)2SO4 (aq)+ 6H2O(l) = FeSO4 (NH4)2SO4 6H2O(s) 

所得產(chǎn)品為淺綠色單斜晶體，又稱摩爾鹽，易溶于水，難溶于乙醇。它比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，在空氣中不易被氧化，在分析化學(xué)中常被選用為氧化還原滴定的基準(zhǔn)物。 

硫酸亞鐵在中性溶液中能被溶于水中的少量氧氣氧化，并進(jìn)而與水作用，甚至析出棕黃色的堿式硫酸鐵（或氫氧化鐵）沉淀。如果溶液的酸性減弱，則亞鐵鹽（或鐵鹽）中的Fe2+與水作用的程度將會(huì)增大。在制備FeSO4 (NH4)2SO4 6H2O過(guò)程中，為了使Fe2+不與水作用，溶液需要保持足夠的酸度。 

用目測(cè)比色法可估計(jì)產(chǎn)品中所含雜質(zhì)Fe3+的量，由于Fe3+與SCN-生成紅色的物質(zhì)[Fe(SCN)n]3-n，當(dāng)紅色較深時(shí)，表明產(chǎn)品中含F(xiàn)e3+較多；當(dāng)紅色較淺時(shí)，表明產(chǎn)品中含F(xiàn)e3+較少。所以只要將所制得的硫酸亞鐵銨晶體與KSCN溶液在比色管中配制成待測(cè)溶液，將它所呈現(xiàn)的紅色與含一定量Fe3+所配制成的標(biāo)準(zhǔn)[Fe(SCN)n]3-n溶液的紅色進(jìn)行比較，根據(jù)紅色深淺程度相仿情況，即可知待測(cè)溶液中雜質(zhì)Fe3+的含量，從而可確定產(chǎn)品的等級(jí)。 

儀器、藥品和材料 

儀器：臺(tái)式天平，煤氣燈，循環(huán)水式真空泵，燒杯，表面皿，石棉網(wǎng)，鐵架臺(tái)，鐵圈，水浴鍋，量筒，點(diǎn)滴板 

藥品： 鐵屑，HCl(2.0mol L-1)，NaCO3(10%)，KSCN(0.1mol L-1)，(NH4)2SO4(s)， 

H2SO4(3mol L-1)，標(biāo)準(zhǔn)Fe3+溶液(0.0100mg mL-1) 

材料：pH試紙，濾紙（ 7、 15、大張） 

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 

1. 鐵屑的預(yù)處理 

用臺(tái)秤稱取4.0克碎鐵屑，放入150mL燒杯中，加入10% Na2CO3溶液20mL，放在石棉網(wǎng)上加熱煮沸約10分鐘。用傾析法傾去堿液，用水把碎鐵屑洗至中性。 

2. FeSO4的制備 

在盛有處理過(guò)的碎鐵屑的小燒杯中，加入3mol L-1 H2SO4溶液20mL，蓋上表面皿，放在水浴中加熱。加熱過(guò)程中，要控制Fe與H2SO4的反應(yīng)不要過(guò)于激烈，還應(yīng)注意補(bǔ)充蒸發(fā)掉的少量的水，以防止FeSO4結(jié)晶，同時(shí)要控制溶液的pH值不大于1 (為什么？如何測(cè)量和控制？)。 

待反應(yīng)速度明顯減慢(大約30min左右)，用普通漏斗趁熱過(guò)濾。如果濾紙上有FeSO4 7H2O晶體析出，可用熱去離子水將晶體溶解，用少量3mol L-1 H2SO4洗滌未反應(yīng)的鐵屑和殘?jiān)礈煲汉喜⒅练磻?yīng)液中。 

過(guò)濾完后將濾液轉(zhuǎn)移至干凈的蒸發(fā)皿中，未反應(yīng)的鐵屑用濾紙吸干后稱重，計(jì)算已參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量。 

3. FeSO4 (NH4)2SO4 6H2O的制備 

根據(jù)反應(yīng)消耗Fe的質(zhì)量或生成FeSO4的理論產(chǎn)量，計(jì)算制備硫酸亞鐵銨所需(NH4)2SO4的量(考慮FeSO4在過(guò)濾等操作中的損失，(NH4)2SO4的用量，大致可按FeSO4理論產(chǎn)量的80%計(jì)算)。 

按計(jì)算量稱取(NH4)2SO4，將其配制成室溫下的飽和溶液，加入到FeSO4溶液中，然后在水浴中加熱蒸發(fā)至溶液表面出現(xiàn)晶膜為止(蒸發(fā)過(guò)程中不宜攪動(dòng))。從水浴中取出蒸發(fā)皿，靜置，使其自然冷卻至室溫，得到淺藍(lán)綠色的FeSO4 (NH4)2SO4 6H2O晶體。用減壓過(guò)濾的方法進(jìn)行分離，母液倒入回收瓶中，晶體再用少量95%的乙醇淋洗，以除去晶體表面所附著的水分(此時(shí)應(yīng)繼續(xù)抽濾)。將晶體取出，用濾紙吸干，稱重，計(jì)算理論產(chǎn)量及產(chǎn)率。 

3. 產(chǎn)品檢驗(yàn)   Fe3+的限量分析 

稱1.00g產(chǎn)品，放入25mL比色管中，用少量不含氧的去離子水（將去離子水用小火煮沸10min，以除去所溶解的O2，蓋好表面皿，待冷卻后取用）溶解之。加入3mol L-1 H2SO4溶液1.00mL和1mol L-1 KSCN溶液1.00mL，再加不含O2的去離子水至刻度，搖勻后與標(biāo)準(zhǔn)溶液（由實(shí)驗(yàn)室提供）進(jìn)行比色，確定產(chǎn)品的等級(jí)。 

4. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和整理 

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