分离硫酸亚铁溶液和铁片的实验装置

实验用品：50mL烧杯2只、玻璃棒、量筒、长颈漏斗、酒精灯、胶头滴管、火柴、滤纸2张、铁架台、铁圈、石棉网、托盘天平、铁粉、3mol/L H ₂ SO ₄
实验步骤：
（1）称量与清洗：用托盘天平称取含有杂质的铁粉2g，置于50mL烧杯之中，加入10mL左右的稀氢氧化钠溶液，搅拌并加热至沸，稍冷、沉降，倾倒去上层清液，再加入蒸馏水20mL左右，搅拌、沉降，倾倒去上层清液。反复多次，直至溶液呈中性。
（2）生成硫酸亚铁：在上述烧杯中加入10mL 3mol/L H ₂ SO ₄ 溶液，让铁粉与硫酸充分反应，可用酒精灯微微加热，充分反应约20分钟。
（3）趁热过滤：将上述溶液乘热过滤（动作要快。为什么？），得到硫酸亚铁的过饱和溶液，冷却至室温，得到硫酸亚铁的晶体。
（4）获取晶体：将操作3所得混合物再一次过滤，并用蒸馏水洗涤2－3次，可得到硫酸亚铁的晶体。
（5）实验结束工作完成。
实验现象记录及结果处理：（1）理论上可获得晶体的质量（2）实际获得的晶体的质量（3）存在误差的原因分析

❷ 制硫酸亚铁中的问题

1.
制硫酸亚铁

----不用浓硫酸.浓硫酸与铁常温钝化.加热反应产生SO2污染环境,还多消耗硫酸.

----为防止引入杂质用纯铁.不用另加铁屑,直接用过量的铁屑与稀硫酸反应即可.

2.
趁热过滤

----过滤是为了分离硫酸亚铁溶液和未反应的铁屑.

----趁热过滤是为了增大硫酸亚铁的溶解度,防止它析出,降低产量.

3.
重结晶

----得到的热的硫酸亚铁溶液降温会析出硫酸亚铁晶体.同时少量杂质(硫酸盐)也会析出.

----将硫酸亚铁晶体再溶于热水,制成热饱和溶液,再降温结晶.由于杂质本来就少,大部分溶解在水中,故得到的硫酸亚铁中杂质的量会比第一次结晶得到的硫酸亚铁含杂质少(也可能不再有).

----如果还含杂质,继续溶解--结晶,直到含杂质的量少到符合标准为止.这个过程叫重结晶.

----每重结晶一次,晶体中杂质的含量就会少一些.

4.
铁屑和稀硫酸制硫酸亚铁晶体的详细步骤:

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 向稀硫酸中加入过量的洗涤过的废铁屑，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 重结晶

⑥将制得的FeSO4•7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。

❸ 一工业废水中含有大量的硫酸亚铁、少量的硫酸铜及不溶性杂质，试设计一种经济简便的分离方案，并说明每一

①将废水过滤，就可以把不溶于液体的固体与液体分离，即除掉了不溶性杂质；
②加入过量铁粉，铁与硫酸铜反应得到铜和硫酸亚铁，所以除掉了硫酸铜；
③铜和过量铁粉都不溶于水而硫酸亚铁溶于水，所以过滤即可分离；
④过滤后的固体是铁和铜，加入过量硫酸是利用铁可以与硫酸反应的性质，把铁除去；
⑤将反应后的混合物过滤就可把固体除去从而得到硫酸亚铁溶液；
⑥将硫酸亚铁溶液中分离出硫酸亚铁，主要是利用蒸发结晶，把液体除去即可．
故答案为：

操作步骤	目的
①将废水过滤 ②向滤液中加入过量的铁粉 ③过滤 ④在过滤后得到的固体中加入过量的稀硫酸 ⑤将溶液过滤 ⑥将（3）（5）滤液蒸发结晶 ⑦将（5）滤渣烘干 得到干燥铜粉	除去不溶杂质 除去少量的硫酸铜 将铜与过量的铁粉与硫酸亚铁溶液分离开 除去过量的铁 得到硫酸亚铁的溶液 得到硫酸亚铁晶体 得到干燥铜粉

❹ 硫酸亚铁（FeSO47H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂．实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO47H2O晶体：

（1）铁是26号元素，铁原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变成亚铁离子，Fe²⁺在基态时，核外电子排布式为：[Ar]3d⁶，
故答案为：[Ar]3d⁶；
（2）Fe最外层电子数为26，失去3个电子后，核外电子数变为23，由于先失去最外层电子，可写出铁离子最外层电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，所以3d轨道含有5个电子，根据洪特规则，电子总是优先占据1个轨道，并且自旋方向相同，所以Fe³⁺的3d电子的排布情况是：；
（3）Fe（OH）₃在碱性介质中与NaClO反应生成Na₂FeO₄和NaCl，反应的化学方程式为：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O，
故答案为：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O；
（4）Na₂CO₃溶液显碱性，可以除去铁屑上的油污，升高温度，促进了Na₂CO₃的水解，溶液碱性增强，去油污能力增强，
故答案为：除去铁屑上的油污．