硫酸亚铁铵晶体化学式为xFeSO4•y（NH4）2SO4•zH2O，在制药、电镀方面有广泛的应用．资料：①硫酸亚铁铵晶体易溶于水，不溶于乙醇；②硫酸亚铁铵晶体受热时，在200℃以下只有结晶水失去

Question

硫酸亚铁铵晶体化学式为xFeSO₄•y（NH₄）₂SO₄•zH₂O，在制药、电镀方面有广泛的应用．
资料：①硫酸亚铁铵晶体易溶于水，不溶于乙醇；②硫酸亚铁铵晶体受热时，在200℃以下只有结晶水失去．
 
【探究一】：制备硫酸亚铁铵晶体：学生用含有少量铜的废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体，流程如图1：
（1）在盛有废铁屑的容器中，倒入热水和洗涤剂，充分搅拌．以除去废铁屑表面的油污，这是利用洗涤剂的___作用；操作①中发生反应的化学方程式为___；
（2）过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、___．过滤操作中滤纸有多种折法，为了加快过滤速率，你选择折法是___；（3）操作①中过滤时，要趁热进行说明：温度高，FeSO₄溶解度___（大或小），过滤后得到的固体中一定含有的物质是___；
（4）操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体．操作顺序是：b→___→___→d；
a．过滤    b．加热浓缩    c．冷却结晶  d．洗涤干燥
（5）操作②中使用乙醇洗涤，可快速晾干．这样做的优点是___；
A、避免用水洗涤所造成的晶体损耗    B、酒精易挥发，可低温晾干晶体
【探究二】：探究硫酸亚铁铵的组成
【实验步骤】：取2份等质量的硫酸亚铁铵晶体，分别进行实验：向一份中加入过量的NaOH溶液，充分反应后得到0.68g  NH₃；向另一份中加入过量的BaCl₂溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥得到9.32g沉淀．回答下列问题：
（6）实验中生成的NH₃能使湿润的___变蓝；写出（NH₄）₂SO₄与NaOH反应的化学方程式：___；
（7）取最后一次洗涤液，加入Na₂SO₄溶液，___，则说明沉淀已经洗涤干净；根据实验数据，则x 和y的比值___（相对分子质量：NH₃-17、BaSO₄-233）；为进一步确定硫酸亚铁铵晶体的组成，另取7.84g硫酸亚铁铵晶体，并加热使其分解，剩余固体质量与温度的关系如图3所示，则：根据图示数据，硫酸亚铁铵晶体中，x：y：z=___；
（8）写出A点到B点发生反应的化学方程式___．

Answer 1

（1）倒入热水和洗涤剂，充分搅拌，以除去废铁屑表面的油污，这是利用洗涤剂的乳化作用；铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗．过滤操作中滤纸有多种折法，为了加快过滤速率，你选择折法是A；
（3）加入稀硫酸后，铁可以和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，但铜不会和硫酸反应，因此铜就被过滤出来，所以，过滤后得到的固体中一定含有的物质是铜；
（4）操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体，由于硫酸亚铁铵的溶解度受温度的影响较大，所以基本操作步骤：加热浓缩，然后冷却结晶；再过滤；最后洗涤干燥．
（5）硫酸亚铁溶于水不溶于酒精，用A方法洗涤硫酸亚铁晶体损失较多，可用酒精洗涤，酒精又易挥发，能得到大量的纯净的硫酸亚铁晶体，故答案：AB；
（6）氨气能和水反应生成氨水，氨水呈碱性能使石蕊变蓝色；（NH₄）₂SO₄与NaOH反应生成硫酸钠、水和氨气； 反应的方程式是（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O；
（7）加入硫酸钠若不产生白色沉淀证明沉淀上已不附着BaCl₂，则说明沉淀已经洗涤干净，
设硫酸亚铁铵晶体中硫酸铵的质量为x；
（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O
   132                   34
   x                0.68g
(132)/(34)=(x)/(0.68g)   解得：x=2.64g
设和硫酸铵反应生成硫酸钡沉淀的质量为y
（NH₄）₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NH₄Cl
   132            233           
    2.64g          y
  (132)/(233)=(2.64g)/(y)   解得：y=4.66g     y=4.66g
所以和硫酸亚铁反应产生硫酸钡沉淀的质量为9.32g-4.66g=4.66g；
设和硫酸亚铁反应生成硫酸钡沉淀的质量为z
FeSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+FeCl₂
152         233
 z          4.66g
(152)/(233)=(z)/(4.66g)   解得：z=3.04g
硫酸亚铁铵中(3.04g)/(2.64g)=(152x)/(132y)；(x)/(y)=(1)/(1)；故答案：1：1；
由A→B固体质量减轻的质量就是生成的水的质量，7.84g硫酸亚铁铵晶体中水的质量为7.84g-5.68g=2.16g，(132y)/(18z)=(2.64g)/(2.16g)；(y)/(z)=(1)/(6)  故答案：1：1：6；
（8）（FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O(△.)/()FeSO₄+（NH₄）₂SO₄•2H₂O+4H₂O）加热FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O分解得到硫酸亚铁、硫酸铵、和水，反应的方程式是：FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O(△.)/()FeSO₄+（NH₄）₂SO₄•2H₂O+4H₂O．
故答为：（1）乳化，Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；（2）漏斗，A；（3）大，Cu；（4）c、a；（5）AB；（6）（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O；（7）1：1，1：1：硫；（8）FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O(△.)/()FeSO₄+（NH₄）₂SO₄•2H₂O+4H₂O．