绿矾(FeSO4?7H2O)可用于色谱分析剂、净水、照相制版等方面.下面是以铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的
(1)将pH试纸放在干净、干燥的表面皿上,用干净、干燥的玻璃棒蘸取少量待测液滴在pH试纸中间,观察颜色并与比色卡比较(2)使溶液中的Sn 2+ 完全转化为SnS,而Fe 2+ 不生成FeS沉淀(3)玻璃棒、漏斗(4)将溶液中的Fe 3+ 离子转化为Fe2+离子(5)蒸发浓缩 过滤 (6)降低绿矾的溶解度,减少绿矾的损失 试题分析:工艺流程题的关键是搞清楚加入什么物质,发生什么反应,如何分离。开始铁屑(Sn)加入硫酸溶解,转化为FeSO 4 、SnSO 4 等和不溶性杂质,通过过滤的方法将不溶性杂质除去;然后根据已知条件可知,调节pH在1.6~3.0,锡转化为SnS沉淀,而Fe 2+ 在溶液中,从而通过过滤方法进行分离;FeSO 4 溶液,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO 4 ·7H 2 O晶体。
解析:
(1)操作二中的酸化pH=2是指用稀硫酸酸化至pH=2吗?如果是这样那么通入H2S时pH值是会发生变化的呀,那么pH值是增大呢还是减小呢?
解惑:
能论及pH的只能是稀硫酸,浓硫酸一般都超过18mol/L,pH=2,说明[H+] = 10^-2 mol/L
即使按照二级完全电离硫酸浓度也只有5 × 10^-3 mol/L
因为室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9,
pH=2时[H+] >>pH=3.9[H+]
可以保证H2S不会存于溶液中并可与溶解在溶液中的(Fe)3+反应:
2(Fe)3+ + H2S → S↓ + 2H+ + 2(Fe)2+
氢离子浓度升高,pH变小
(2)通H2S至饱和,那么这个时候操作二中的pH应该是多少呢?
2(Fe)3+ + H2S → S↓ + 2H+ + 2(Fe)2+
继续通入H2S,调节溶液pH值至3.0,则H2S与(Fe)2+作用产生的FeS开始沉淀:
2(Fe)2+ + H2S → FeS↓ + 2H+
既然说到通H2S至饱和,那么此时溶液pH值不会低于3.9。
故答案为:将一小块pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,再与标准比色卡对照;
(2)已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5,操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是在溶液PH=2时,Sn2+完全沉淀,亚铁离子不沉淀,
故答案为:使Sn2+完全沉淀,而Fe2+不沉淀;
(3)分离不溶于水的固体和液体,用过滤的方法,过滤操作用到的玻璃仪器有:漏斗、烧杯、玻璃棒,
故答案为:玻璃棒、漏斗;
(4)②硫化氢具有强还原性,可以防止亚铁离子被氧化,故答案为:防止Fe2+被氧化;
(5)溶液中得到晶体,需要对溶液进行加热蒸发浓缩,结晶析出,过滤洗涤等,所以操作IV的顺序依次为:蒸发、浓缩冷却结晶、过滤,
故答案为:蒸发浓缩;过滤;
(6)冰水温度低,物质溶解度减小,可以洗去沉淀表面的杂质离子,避免绿矾溶解带来的损失,
故答案为:减少绿矾晶体洗涤中的损耗.
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