苏教版高中化学选修：实验化学 硫酸亚铁铵的制备-省赛一等奖

硫酸亚铁铵的制备一、考纲要求
二、教学目标
三、教学重点、难点
1、硫酸亚铁铵实验方案的设计和实验步骤的确定
2、配制一定物质的量浓度溶液的方法并掌握实验操作技能。

四、教学方法：电子白板交互式、实验探究法、讨论法、练习巩固法。

<投影>
<问题链1>步骤一、铁屑的净化
由于工业废铁屑沾有油污等杂质，所以实验前要除去油污等杂质，去除方法是将废铁屑加人到10%的碳酸钠溶液中并加热5 min ～10 min，用倾析法弃去纯碱溶液，用蒸馏水洗净废铁屑以除去碳酸钠而提高产品纯度。

（1）废铁屑表面的油污是什么成分
有人说是机油之类的矿物油，这是不对的。

如果是矿物油，就不能用加热的碳酸钠溶液去除废铁屑上的油污。

那么废铁屑表面的油污是什么成分，从何而来教材实验中使用的铁屑，实际是经车床切削而得到的铁的碎屑。

切削过程中，为了减少摩擦和降低切削温度，提高刀具寿命，必须使用一种液体—切削液。

而脂肪是切削液的添加剂，脂肪在切削液中可起到降低摩擦系数、减少刀具磨损的作用。

因此，铁屑上常有脂类油污就不足为怪了。

（2）去除废铁屑上油污的原理是什么
碳酸钠榕液水解呈碱性，可使油脂在碱性条件下水解。

当然也可以直接使用氢氧化钠溶液去除废铁屑上的油污，但价格贵。

更可以用酒精代替碳酸钠溶液去除废铁屑上的油污，根据相似相溶原理，用酒精去除废铁屑上油污的效果更好，这样不需加热，洗－次即可调至中性，节约时间。

（3）用碳酸钠溶液去油污时为什么要加热
升高温度，溶液碱性增强，去油污能力增强。

（4）倾析法的适用条件是什么
当沉淀的结晶颗粒较大，静置后容易沉降至容器底部时，常用倾析法，也称倾注法。

（5）用碳酸钠溶液去油污时如何检验废铁屑已洗净
最简单的方法是用试纸检查洗涤液是否呈中性，还可用其他方法如检验是否有Na+、CO32-等。

（6）用碳酸钠溶液油污时如不洗净废铁屑会有什么后果未洗净的碳酸钠会与后加的硫酸反应生成酸酸钠而混入硫酸亚铁中，降低产品纯度。

<问题链2>步骤二、制取硫酸亚铁溶液
用3mol·L-1的稀硫酸溶解净化后的过量废铁屑；由于反应较慢，可用容易控制温度的不超过80℃的水浴加热至不再有或很少有气泡放出，这时溶液呈浅绿色，大约需要35 min，反应过程中要适当添加水以补充被蒸发掉的水分，并控制溶液的pH。

（1）为什么用3mol·L-1的稀硫酸
硫酸浓度不宜太大，否则：①易产生Fe3+和SO2；②晶体易在滤纸上析出，不利于观察；③金属表面会钝化；④会损坏滤纸。

硫酸浓度也不宜太小，否则反应太慢，另外由于溶液中含有较多的水，也不利于硫酸亚铁晶体的析出。

（2）反应过程中为什么要适当添加水
以补充被蒸发掉的水分，防止硫酸浓度增大到一定程度而生成Fe3+和SO2。

（3）为什么要保证废铁屑过量
实验中要用过量废铁屑，防止Fe2+被溶解在溶液中的氧气氧化成Fe3+。

（4）废铁屑与稀硫酸发生了哪些反应
（5）制取硫酸亚铁，还有没有其他方案
无水硫酸铜粉末与废铁屑等反应制备硫酸亚铁，这种方法不需加热，反应时间短，无污染，还可回收铜。

（6）用铁屑制取硫酸亚铁时有哪些副产物如何处理
由于废铁屑中常有C、Si、S、P等杂质，在与稀硫酸反应时会生成有毒气体H2S、PH3等。

常用硫酸铜溶液来吸收，化学方程式为：
另外还可用填充有活性炭及二氧化锰粉末的尾气，吸收管来吸收，或是用酸性高锰酸钾溶液来吸收。

<问题链3>步骤三、制备硫酸亚铁晶体
硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成如表所示。

通过计算称取等物质的量的(NH4)2SO4与FeSO4，配成饱和溶液，倒入蒸发皿中，小火加热并不断搅拌，在蒸发浓缩至溶液表面出现结晶膜为止。

将溶液静置，自然冷却，即有硫酸亚铁铵体析出。

抽滤，并用少量酒精洗去晶体表面附着的水分。

取出晶体，用于净的滤纸吸干。

要说明的是，(NH4)2Fe(SO4) 2•6H2 O之所以能从混合液中先于其他晶体析出，是因为其溶解度比(NH4)2SO4、FeSO4、FeSO4•7H2 O 更小，类似于复分解反应的条件之一，即溶解度较大的物质转化为溶解度较小的物质。

<师><总结>制备流程：蒸发浓缩→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥<设问1>抽滤的涉及操作：
<投影>例2：（2018•4月）如图装置，经过一系列操作完成步骤中的抽滤和洗涤。

请选择合适的编号，按正确的操作顺序补充完整（洗涤操作只需考虑一次）
开抽气泵→a→b→d→ →c→关抽气泵
a.转移固液混合物；
b.关活塞A；
c.开活塞A；
d.确认抽干；
e.加洗涤剂洗涤。

教材
<生> c→e→b→d
<师>洗涤问题：
题目中常见的洗涤剂有：（1）蒸馏水（2）冰水（3）有机溶剂如酒精、乙醚和丙酮等（4）被洗涤物质的饱和溶液（5）滤液等。

<设问2>洗涤剂选择的原则
<生>杂质在洗涤剂中的溶解度尽可能大，而产品在洗涤剂中的溶解度尽可能小。

<投影>例3：（1）（2016•浙江）无水MgBr2可用作催化剂。

实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2
步骤4 室温下用苯溶解粗品，冷却至00C，析出晶体，过滤，洗涤得三乙醚合溴化镁，加热至1600C分解得无水MgBr2产品。

则，洗涤晶体可选用00C的苯。

（）正误判断
（2）（2014•浙江）葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质，葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：
C6H12O6（葡萄糖）+Br2+H2O→+C6H12O7（葡萄糖酸）+2HBr
2C6H12O7+CaCO3→Ca（C6H11O7）2（葡萄糖酸钙）+H2O+CO2↑
第⑥步中，下列洗涤剂最合适的是。

A．冷水B．热水C．乙醇D．乙醇﹣水混合溶液（3）（2017 • 11月）由AlCl3溶液制备AlCl3·6H2O，已知：AlCl3·6H2O 易溶于水、乙醇及乙醚；洗涤时，合适的洗涤剂是________。

<生>（1）正确
（2）D
（3）饱和氯化铝溶液
<问题链4>步骤四、计算产率
<投影>例4：将洗净的铁屑和25ml mol·L-1 H2SO4充分反应，将反应液过滤，向滤液中加入硫酸铵晶体配成的饱和溶液，搅拌，加热，结晶出晶体，列式计算硫酸亚铁铵的产率。

<生>
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
56 98 152
X H2SO4过量，则X=
FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)Fe(SO4)2• 6H2O
152 132 392
Y
FeSO4过量，Y=，产率==%
<师><生><小结>
<师><生><小结>物质制备实验的一般思路：。