实验七硫酸亚铁铵的制备
一、实验目的
1、掌握制备复盐硫酸亚铁铵的方法,了解复盐的特性。
2、掌握蒸发、浓缩等基本操作。
3、了解无机物制备的投料、产量、产率的有关计算。
二、实验原理
铁能溶于稀硫酸中生成硫酸亚铁:Fe(S)+2H+(aq) = Fe2++H
2
(g)
通常,亚铁盐在空气中易氧化。例如,硫酸亚铁在中性溶液中能被溶于水中的少量氧气氧化并进而与水作用,甚至析出棕黄色的碱式硫酸铁(或氢氧化铁)沉淀。
4Fe2++2SO
42-(aq)+O
2
(g)+6H
2
O(l) = 2[Fe(OH)
2
]
2
SO
4
(s)+4H+(aq)
若往硫酸亚铁溶液中加入与FeSO
4
相等的物质的量(mol)的硫酸铵,则生成复盐硫酸
亚铁铵。硫酸亚铁铵比较稳定,它的六水合物(NH
4)
2
SO
4
·FeSO
4
·6H
2
O不易被空气氧化,
在定量分析中常用以配制亚铁离子的标准溶液。像所有的复盐那样,硫酸亚铁铵在水中的
溶解度比组成它的每一组份FeSO
4或(NH
4
)
2
SO
4
的溶解度都要小。蒸发浓缩所得溶液,可制
得浅绿色的硫酸亚铁铵(六水合物)晶体。
Fe2+(aq)+2NH+
4(aq)+2SO
4
2-(aq) +6H
2
O(l) = (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O(s)
如果溶液的酸性减弱,则亚铁盐(或铁盐)中Fe2+与水作用的程度将会增大。在制备
(NH
4)
2
SO
4
·FeSO
4
·6H
2
O过程中,为了使Fe2+不与水作用,溶液需要保持足够的酸度。
用比色法可估计产品中所含杂质 Fe3+的量。Fe3+由于能与SCN-生成红色的物质
[Fe(SCN)]2+,当红色较深时,表明产品中含Fe3+较多;当红色较浅时,表明产品中含Fe3+较少。所以,只要将所制备的硫酸亚铁铵晶体与KSCN溶液在比色管中配制成待测溶液,将它所呈现的红色与含一定Fe3+量所配制成的标准Fe(SCN)]2+溶液的红色进行比较,根据红色深浅程度相仿情况,即可知待测溶液中杂质Fe3+的含量,从而可确定产品的等级。
三种盐的溶解度(单位为g/100g)数据如下:
三、药品与试剂
1、仪器
50mL小烧杯、l台式天平、酒精灯、吸滤瓶、布氏漏斗、真空泵、温度计、容量瓶(1
L 及 500 mL)。
2、药品
盐酸 (2 mol·L-1),硫酸 (3 mol·L-1),标准Fe3+溶液(1.0000g·L-1由NH
4Fe(SO
4
)
2
·12
H
2
O配置),硫氰化钾(KSCN)(25%溶液),硫酸铵(s),碳酸钠(10%溶液),铁屑,乙醇,pH 试纸。
四、实验步骤
1、铁屑的洗净去油污
用托盘天平称取2.0 g 铁屑,放入小烧杯中,加入15 ml 质量分数为10%的碳酸钠溶液。小火加热约10 min 后,倾倒去碳酸钠碱性溶液,用自来水冲洗后,再用去离子水把铁屑冲洗洁净。
2、硫酸亚铁的制备
往盛有2.0g 洁净铁屑的小烧杯中加入15ml 3 mol·L-1 H
2SO
4
溶液,盖上表面皿(注
意:表面皿凹面向上),放在石棉网上用小火加热(最好在通风橱中进行),使铁屑与稀硫
酸反应至基本不再冒出气泡为止(约需15min,注意区分因沸腾而产生的气泡)。在加热过程中应不时加入少量的去离子水,以补充被蒸发的水分,防止 FeSO
4
结晶出来;同时要控制溶液的PH值不大于1(为什么?如何测量和控制?)趁热用普通漏斗过滤(过滤前称出滤纸的质量),滤液承接于干净的蒸发皿中。将留在烧杯中残渣转移至滤纸上,并用少量无水乙醇洗涤,然后将滤纸和残渣一起放入烘箱中,计算出残渣的质量。根据已反
应的铁屑质量,计算溶液中FeSO
4
的理论产量。
3、硫酸亚铁铵的制备
根据 FeSO
4的理论产量,计算并称取所需固体(NH
4
)
2
SO
4
的用量。在室温下将称出的
(NH
4)
2
SO
4
配制成饱和溶液,然后倒入上面制得的FeSO
4
溶液中。混合均匀并调节pH值为
1-2,在石棉网上(上加三角架)蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶时为止(蒸发过程不宜搅动)。自石棉网上取下蒸发皿,放置、冷却,即有硫酸亚铁铵晶体析出。待冷至室温后(能否不冷至室温?),用布氏漏斗抽滤(参见基本操作),最后用少量的乙醇洗去晶体表面所附着的水分(此时应继续抽气过滤)。将晶体取出,置于两张干净的滤纸之间,并轻压以吸干母液,称重。计算理论产量和产率。公式如下:
产率=
%
100
/
/
g
g
理论产量
实际产量
五、数据记录与处理
记录铁屑反应前后的质量和最终产品硫酸亚铁铵的质量,计算硫酸亚铁铵的理论产量和产率
六、思考题
1、计算硫酸亚铁铵的产率时,应以什么为准?为什么?
2、能否将最后产物直接放在表面皿上加热干燥?为什么?
3、在制备硫酸亚铁时,为什么要使铁过量?
实验17硫酸亚铁铵 的制备
实验 17 硫酸亚铁铵的制备 一、实验目的 练习固液分离、加热、减压过滤等基本操作,制备复盐硫酸亚铁铵和配制Fe3+标准溶液,掌握目测比色法检验制品的方法。 二、实验前应思考的问题 1.为什么制备硫酸亚铁和硫酸亚铁铵溶液时都要保持强酸性? 2.为什么配制硫酸亚铁溶液时要用不含氧的蒸馏水?如何制备不含氧的蒸馏水? 3.为什么要采用减压过滤? 三、实验原理 1.复盐性质复盐是由两种或两种以上的简单盐类所组成的晶型化合物,在溶液中仍能电离为简单盐的离子。硫酸亚铁铵就是其中的一种,该复盐又称摩尔盐,是浅蓝绿色单斜晶体,在空气中比一般亚铁简单盐稳定,不易被氧化,所以是化学分析中常用的还原剂。它能溶于水,难溶于乙醇。 2.目测比色法目测比色法是确定杂质含量的一种方法,根据杂质含量可定出产品的级别。将制得的产品配成溶液后与各已知浓度标准溶液(标准溶液需自己配制①)进行比色,产品溶液的颜色比某一浓度标准溶液的颜色浅时,就确定杂质含量低于该浓度的标准溶液中杂质的含量,即所谓低于某一规定的限度,故这种方法称为限量分析法。 3.反应铁屑易溶于稀硫酸中,生成硫酸亚铁: Fe+H2SO4 FeSO4十H2↑ 硫酸亚铁溶液与硫酸铵溶液作用,生成溶解度较FeSO4、(NH4)2SO4均小的硫酸亚铁铵复盐晶体: FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O 表17-1几种盐的溶解度数据(g/100gH2O) 温度/℃10 20 30 40 (NH4)2SO4(132.1)73.0 75.4 78.0 81.0 FeSO4·7H2O(277.9)37.0 48.0 60.0 73.3 FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O(392.1)-36.5 45.0 53.0 四、实验用品 仪器:150mL锥形瓶1只,150、400mL烧杯各1只,10、50mL量筒各1只,台秤,漏斗,漏斗架,布氏漏斗,吸滤瓶,抽气管(或真空泵),蒸发皿,表面皿,比色管,比色管架,水浴锅; 试剂:HCL(2.0mo1·L-1),H2SO4(3.0mo1·L-1);NaOH(1.0mol·L-1), Na2CO3(1.0mol.L-1),KSCN(1.0mol·L-1),(NH4)2SO4(s),铁屑,乙醇(95%),FF3+标准溶液3份; 材料:pH试纸,滤纸。 五、实验内容 1.铁屑油污的除去称取28铁屑,放入锥形瓶(150mL)中,加入20mLNa2CO3溶液(1.0mol·L-1) ,小心加热约10min,以除去铁屑表面的油污。倾析除去碱液,并用水将铁屑洗净。 2.硫酸亚铁的制备在盛有洗净铁屑的锥形瓶中,加入15mLH2SO4溶液(3.0mol·L-1),放在水浴上加热,使铁屑与稀硫酸发生反应(在通风橱中进行)。在反应过程中要适当添加去离子水,以补充蒸发掉的水分。当反应进行到不再产生气泡时,表示反应基本完成。用
广州大学化学化工学院 本科学生综合性、设计性实验报 告 实验课程普通化学实验D 实验项目硫酸亚铁铵的制备及质量检验 专业生物科学班级生科111班 学号1114100058 姓名王衣 指导教师贾玉江 开课学期2011 至2012 学年一学期时间2011 年11 月13 日
实验方案设计 实验目标 1.了解复盐的一般特性及硫酸亚铁铵的制备方法 2.熟练掌握水浴加热,蒸发,结晶和减压过滤等基本操作。 3.掌握高锰酸钾滴定法测定铁的方法和巩固产品中Fe+的定量分析 实验原理 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O即莫尔盐,是一种透明、浅蓝绿色单斜晶体。由于复盐在水中的溶解度比组成中的每一个组分的溶解度都要小,因此只需要将FeSO4与(NH4)2SO4的浓溶液混合,反应后,即得莫尔盐。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ FeSO4 + (NH4)2SO4+ 6H2O = (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 实验流程或实验装置图 实验用品(包括:名称、规格、数量) 仪器:台秤、锥形瓶、水浴锅、布氏漏斗、吸滤瓶 试剂:(NH4)2SO4(s)、3 mol·L-1H2SO4、10%Na2CO3、95%乙醇、1.0 mol·L-1KCNS、2.0 mol·L-1HCl、0.01 mg·mL-1Fe3+标准溶液、铁屑或还原铁粉 数据记录和处理(表格、计算公式等) 参考文献 普通化学实验(1) 教师对实验方案设计的意见
签名: 日期: 实验报告 一.制备 实验用品 仪器:台秤、锥形瓶、水浴锅、布氏漏斗、吸滤瓶 试剂:(NH4)2SO4(s)、3 mol·L-1H2SO4、10%Na2CO3、95%乙醇、1.0 mol·L-1KCNS、2.0 mol·L-1HCl、0.01 mg·mL-1Fe3+标准溶液、铁屑或还原铁粉 制备原理(简述) (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O即莫尔盐,是一种透明、浅蓝绿色单斜晶体。由于复盐在水中的溶解度比组成中的每一个组分的溶解度都要小,因此只需要将FeSO4与(NH4)2SO4的浓溶液混合,反应后,即得莫尔盐。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ FeSO4 + (NH4)2SO4+ 6H2O = (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 制备流程和现象 实验数据记录和结果
《实验化学》专题7 硫酸亚铁铵制备练习 班级姓名学号 一、硫酸亚铁铵的制备知识要点 硫酸亚铁铵,商品名称为摩尔盐,其化学式为,色晶体。是一种盐。溶于水,溶于酒精。(NH4)2SO4和硫酸亚铁溶液混合,加热浓缩即可制得硫酸亚铁铵,其主要原因是 。 写出反应式 步骤: (1)Na2CO3溶液可以除油污的原因是,加热更有利于提高去污能力的原因是,将剩余的碱液倒掉的方法是。 (2)将称量好的Fe屑放入锥形瓶中,加入25 mL 3 mol·L-1 H2SO4 ,放在水浴中加热至不再有气体生成为止,再加入1 mL 3 mol·L-1 H2SO4,趁热过滤,将滤液转移至中。 趁热过滤的目的是。 反应结束时再加入1 mL 3 mol·L-1 H2SO4的作用是。 在制备FeSO4过程中常会出现黄色现象,避免这种现象的有效方法是。 (3)(NH4)2SO4与FeSO4混合后,缓缓加热,浓缩至。 浓缩时能否蒸发至干,为什么?不能。①蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中,②。 制得的晶体过滤后用洗涤而不用蒸馏水的原因是①减少晶体在洗涤时的溶解,②。 (4)加热浓缩硫酸亚铁铵溶液的过程中,可能形成Fe3+,为什么?
二、无机物质制备例题 1、(2014. 28)利用废旧锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下: 已知:Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似。请回答下列问题: (1)用NaOH溶液处理废旧锌铁皮的作用有。 A.去除油污B.溶解镀锌层C.去除铁锈D.钝化 (2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀,为制得ZnO,后续操作步骤 。(3)由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中,须持续通入N2,原因是 。(4)Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤发实现固液分离?(填“能”或“不能”),理由是。 (5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为0.01000 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液250 mL,应准确称取g K2Cr2O7(保. 1)。 留.4.位有效数字 .....,已知M(K2Cr2O7)=294.0 g·mol- 配制该标准溶液时,下列仪器中不必要 ...用到的有。(用编号表示)。 ①电子天平②烧杯③量筒④玻璃棒⑤容量瓶⑥胶头滴管⑦移液管(6)滴定操作中,如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,而滴定结束后气泡消失,则测定结果将(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
硫酸亚铁铵的制备 一.实验目的 1. 学会利用溶解度的差异制备硫酸亚铁铵。 2. 从实验中掌握硫酸亚铁、硫酸亚铁铵复盐的性质 3. 掌握水浴、减压过滤等基本操作 4. 学习pH 试纸、吸管、比色管的使用 5. 学习用目测比色法检验产品质量。 二.原理 铁屑溶于稀硫酸生成硫酸铁。硫酸铁与硫酸铵作用生成溶解度较小的硫酸亚铁铵。 Fe + H 2SO 4 = FeSO 4 + H 2 ↑ FeSO 4 +(NH 4)2SO 4+6H 2O = FeSO 4(NH 4)2SO 4·6H 2O 晶,形成(NH 4)2FeSO 4·6H 2O 晶体。 比色原理:Fe 3+ + n SCN- = Fe(SCN)n (3-n) (红色) 用比色法可估计产品中所含杂质 Fe 3+的量。Fe 3+由于能与SCN -生成红色的物质[Fe(SCN)]2+,当红色较深时,表明产品中含Fe 3+较多;当红色较浅时,表明产品中含Fe 3+较少。所以,只要将所制备的硫酸亚铁铵晶体与KSCN 溶液在比色管中配制成待测溶液,将它所呈现的红色与含一定Fe 3+量所配制成的标准Fe(SCN)]2+溶液的红色进行比较,根据红色深浅程度相仿情况,即可知待测溶液中杂质Fe 3+的含量,从而可确定产品的等级。 三.仪器及药品 洗瓶、250ml 烧杯、锥形瓶(150mL ,250mL 各一个)、移液管(1mL,2mL 各一根)10ml 量筒、吸滤瓶、比色管(25mL )、比色架、铁粉、2mol/L 盐酸、3mol/L 硫酸、25%KSCN 四.实验步骤 1. 硫酸亚铁制备 2. 硫酸亚铁铵的制备
配(NH 4)2SO 4饱和溶液:0.005*3*132=1.98g ((NH 4)2SO 4),1.98*100÷75=2.64g(水) 3. Fe 3+的限量分析 不含氧水的准备 :在250mL 锥形瓶中加热150mL 纯水至沸,小火煮沸10~20分钟,冷却后备用。
实验二硫酸亚铁铵的制备 (4学时) 一、实验目的 1.了解复盐晶体的制备方法。 2. 练习台式天平和移液管(或吸量管)的使用以及水浴加热、溶解、过滤(抽气过滤)、蒸发、结晶、干燥等基本操作。 二、实验内容简述 用铁屑与硫酸反应自制硫酸亚铁溶液,再与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵。 三、实验原理 铁能溶于稀硫酸中生成硫酸亚铁。 Fe+H 2SO 4 (稀)= FeSO 4 + H 2 ↑ 通常,亚铁盐在空气中被氧化。若往硫酸亚铁溶液中加入与Fe SO 4 等物质的量(以mol计)的硫酸铵,能生成复盐硫酸亚铁铵。硫酸亚铁铵比较稳定,它 的六水合物(NH 4) 2 SO 4 ·Fe SO 4 ·6H 2 O不易被空气氧化。该晶体叫做摩尔(Mohr) 盐,在定量分析中常用来配制亚铁离子的标准溶液。像所有的复盐那样,硫酸亚 铁铵在水中的溶解度比组成它的每一组分[Fe SO 4或(NH 4 ) 2 SO 4 ]的溶解度都要小 (表6-1)。蒸发浓缩所得溶液,可制得浅绿色硫酸亚铁铵(六水合物)晶体。 Fe SO 4+(NH 4 ) 2 SO 4 +6H 2 O=(NH 4 ) 2 SO 4 ·Fe SO 4 ·6H 2 O 表6-1 在不同温度下的一些盐类的溶解度 g/100g H 2 O 为了避免Fe2+的氧化和水解,在制备(NH 4) 2 SO 4 ·Fe SO 4 ·6H 2 O的过程中, 溶液需要保持足够的酸度。 用目测比色法可估计产品中所含杂质Fe3+的量,从而确定产品的等级。
四、实验材料/试样 1、药品 2mol·L-1HCl、3 mol·L-1 H 2SO 4 、硫酸铵(NH 4 ) 2 SO 4 (s)和质量分数为10% 的碳酸钠、2mol·L-1KSCN溶液、标准Fe3+溶液。 2、材料 pH试纸(公用)、滤纸(公用,φ125mmφ,100mm)、滤纸碎片和铁屑。五、实验设备/仪器/装置 电子天平(公用)、酒精灯、可调电炉、烧杯(100ml 1只、50ml 1只)、表面皿、蒸发皿、石棉铁丝网、铁架、铁圈、药匙、量筒(10ml 1只、50ml 1只)、移液管或吸量管(5ml)、吸气橡皮球、白瓷板、洗瓶、玻璃棒、漏斗架、布氏漏斗、吸滤瓶、玻璃抽气管、温度计100℃、25ml比色管。 六、实验方法和步骤 1、铁屑表面油污的去除 称取4g铁屑,放入小烧杯中,加入15mlNa 2CO 3 溶液。小火加热约10min后, 用倾析(即倾泻)法倒去Na 2CO 3 碱性溶液,再用蒸馏水把铁屑冲洗洁净,备用。 2、硫酸亚铁的制备 往盛有洁净铁屑的小烧杯中加入15ml 3 mol·L-1H 2SO 4 溶液,盖上表面皿, 放在石棉铁丝网上用小火微热(或可调电炉低温)(由于铁屑中的杂质在反应中会产生一些有毒气体,最好在通风橱中进行),使铁屑和稀硫酸反应至不再冒气泡为止(约15—30min)。在加热过程中应不时加入少量蒸馏水,趁热用普通漏斗过滤,滤液承接于洁净的蒸发皿中,用数毫升热水,洗涤小烧杯及漏斗上的残渣,将残渣全部转移至漏斗中,洗涤液仍盛接于蒸发皿中。 3、硫酸亚铁铵的制备 根据Fe SO 4的理论产量,计算并称取所需固体(NH 4 ) 2 SO 4 的用量,在室温下 将称出的(NH 4) 2 SO 4 配置成饱和溶液,然后倒入上面所制得的Fe SO 4 溶液中,混 合均匀并用3mol·L-1 H 2SO 4 溶液调节PH值为1~2,用沸水浴或水蒸气加热蒸发 浓缩至溶液表面刚出现结晶薄层时为止(蒸发过程中不宜搅动)。放置,让其慢慢冷却,即有硫酸亚铁铵晶体析出。待冷却至室温后,用布氏漏斗抽气过滤。将晶体取出,称重。计算理论产量和产率。产率计算公式如下
251 BIOTECHWORLD 生物技术世界硫酸亚铁铵的制备涉及氧化还原反应、复盐制备、杂质去除等过程,通过本实验可以使学生熟悉无机化学制备实验的基本原理;同时,实验过程中涉及称量、水浴加热、结晶、干燥、减压过滤、滴定等基本操作,完成本实验还可以全面锻炼和提高学生的动手能力。再者,本实验产物常作为制备三草酸合铁酸钾的原料,培养学生绿色化学的理念。但是实验室常用的制备方法存在不足,我们通过探究硫酸铵的状态(固体、过饱和溶液、饱和溶液)和浓度(不同浓度梯度的溶液)对实验的影响,获得了产率和纯度更高的实验方案。 1.实验 1.1 实验原理 在硫酸亚铁溶液中加入与FeSO 4相等物质的量的(NH 4)2SO 4,生成复盐硫酸亚铁铵。它比较稳定,其六水合物不易被空气氧化,在定量分析中常用以配制亚铁离子的标准溶液。因为硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一组份FeSO 4和(NH 4)2SO 4的溶解度都要小,可通过蒸发浓缩制得。 1.2 制备 (1)硫酸亚铁的制备。往盛有4.0g铁屑的洁净三口烧瓶中分批加入15mL 3 mol/L H2SO 4溶液,放在水浴锅上加热(由于反应过程中可能产生H 2S、PH 3等有毒气体,可用NaOH溶液吸收),铁屑与稀硫酸反应至基本不再冒出气泡为止(约需30min)。控制反应温度64~65℃,以防止FeSO 4结晶出来。反应结束后趁热抽滤,收集剩余的铁屑,用滤纸吸干后称量,计算FeSO 4的理论产量。 (2)硫酸亚铁铵的制备。根据 FeSO 4的理论产量,以(NH 4)2SO 4:FeSO 4(n:n=1:1),计算并称取固体(NH 4)2SO 4。将(NH4)2SO 4配制成不同浓度的溶液,然后与FeSO 4溶液混合均匀并调节pH值为1,在水浴锅上蒸发浓缩至溶液表面刚出现结晶膜时为止。自然冷却至硫酸 亚铁铵晶体完全析出。减压抽滤并用少量的乙醇淋洗。取出晶体置于两张洁净的滤纸之间,轻压以吸干母液,称重。 1.3 硫酸亚铁铵纯度的测定方法 称取制得的硫酸亚铁铵晶体,溶于硫酸溶液中,加沸水,摇匀。用高锰酸钾标准溶液(C=0.1000mol/L)标定至溶液呈粉红色,并保持半分钟不褪色。 2 实验优化 (1)硫酸铵的状态、浓度对实验结果的影响表1所示: 表1中数据表明以硫酸铵溶液加入时能大大提高产品的产率和纯度,故选择加入硫酸铵溶液更为合适。比较过饱和溶液与饱和溶液的数据可知,饱和溶液对应的产率和纯度都比过饱和溶液的高,可见,溶液中水的含量直接影响实验结果。 (2)不同浓度硫酸铵溶液对实验结果的影响图1所示:通过研究(NH 4)2SO 4溶液的浓度对产率和纯度的影响可知,在3.79~5.49×10-3mol/L范围内产物的纯度均在93%以上,且纯度随浓度的变化较小,故溶液中水的多少对产物纯度的影响较小。由产率对浓度的曲线可知,当浓度在饱和浓度左右变动时,产率随溶液浓度的升高,先升高后下降。在3.79~4.38×10-3mol/L范围内,产率随着浓度的升高逐渐变大,在4.38~5.34×10-3mol/L范围内产率处于最大范围83%~87%,在5.34~5.49×10-3mol/L范围内产率随浓度的升高而降低。故,当浓度在4.38~5.34×10-3mol/L范围时,溶液中水分含量较为适宜、产率较高。 3 结语 以废铁屑为原料制备硫酸亚铁铵,控制铁屑过量,反应温度64~65℃,当硫酸铵溶液浓度为4.38~5.34×10-3mol/L,产率可达85%,产品纯度可达到93%以上。通过对该实验过程的优化,提高了产品的产率和纯度。参考文献 [1]曾琦斐.硫酸亚铁铵的制备方法研究[J].化学工程与装备,2011(4):23-25. [2]韦正友,石婷婷,司友琳,孙远东.硫酸亚铁铵制备实验的改进[J].大学化学,2014(1):60-62+68. [3]徐敏.硫酸亚铁铵制备实验的改进[J].当代化工,2015(1):37-38. 硫酸亚铁铵制备的优化研究 刘艳菊 黄甜甜 郝露露 杨怀霞 (河南中医学院药学院 河南郑州 450046) 摘要:本文对硫酸亚铁铵的制备进行了优化探索,针对传统实验中存在产率低的问题,探索了最佳实验条件,提高了产率和纯度。关键词:硫酸亚铁铵 实验优化 产率 纯度中图分类号:O614.81文献标识码:A 文章编号:1674-2060(2016)01-0251-01 图1 硫酸铵浓度与硫酸亚铁铵收率与纯度的关系 硫酸铵的加入状态 称取铁屑的 量(g) 剩余铁屑的 量(g) 所需硫酸铵固 体(g) 加入蒸馏水的量 (ml) 所得硫酸亚铁铵的 量(g) 硫酸亚铁铵的收率(%) 硫酸亚铁铵的纯度(%) 固体+水 4.00 0.98 7.11 9.74 15.82 74.90 92.18 过饱和溶液 4.00 0.41 8.47 4.67 20.08 81.58 94.60 饱和溶液 4.00 0.41 8.47 11.60 20.26 85.01 96.30 表1 硫酸铵的加入状态对实验结果的影响
大学化学实验报告本
硫酸亚铁铵的制备 一.实验目的 1.学会利用溶解度的差异制备硫酸亚铁铵。 2.从实验中掌握碇酸亚铁、琉酸亚铁铵复盐的性质 3.掌握水浴、减压过滤等基本操作 4.学习P H试纸、吸管、比色管的使用 5.学习用目测比色法检验产品质呈。 二.原理 铁屑溶于稀硫酸生成磺酸铁。硫酸铁与硫酸铵作用生成溶解度较小的硫酸亚铁铵。 Fe + H 2SO 4 = FeSO 4 + H 2 t FeSO 4 + (NH 4 ) 2 S0 4 +6H 2 0 = FeSO(NH)SO? 6H0 硫酸铵/硫酸亚铁∕?酸亚铁铵在不同温度的溶解度数据(单位:g∕100g H20) 温度∕Γ0 20 40 50 60 70 80 100 硫酸铵70.6 75.4 81.0 —88.0 - 95 103 七水硫酸亚铁28.8 48.0 73.3 - 100.7 - 79.9 57.8 六水硫酸亚铁铵12.5 —33 40 —52 —- 由子复盐的溶解度比单盐要小,因此溶液经蒸发浓缩、冷却后,复盐在水溶液中首$ 结晶,形成(NH4)2FeSO4?6H2O晶体。 比色原理:Fe3+ + n SCN- = Fe(SCNV(红色)用比色法可估计产品中所含杂质 Fe3*的S。Fe3+由于能与SCN-生成红色的物质[Fc(SCN)]2+,当红色较深时.表明产品中含Fe3+较多:当红色较浅时.表明产品中含Fe3+较少。所以.只要将所制备的硫酸亚铁铵晶体与KSCN溶液在比色管中配制成待测溶液,将它所呈现的红色与含一定所配制成的标准F e(SCN溶液的红色进行比较,根据红色深浅程度相仿情况.即可知待测溶液中杂质Fe3+的含壁,从而可确定产品的等级。 三.仪器及药品 洗瓶、25Oml烧杯、锥形瓶(150mL, 25OmL各一个)、移液管(ImU2mL各一根) IOmIS筒、吸滤瓶、比色管(25mL)、比色架、铁粉、2md∕L盐酸、3mol∕L硫酸、 25%KSCN 四.实验步骤 1.硫酸亚铁制备 2.硫酸亚铁铵的制备
大学化学实验 报告本 (一) 姓名:赵蕾 实验室:乙313 周次:周一 实验柜台:61 指导老师:章文伟
硫酸亚铁铵的制备 一.实验目的 1. 学会利用溶解度的差异制备硫酸亚铁铵。 2. 从实验中掌握硫酸亚铁、硫酸亚铁铵复盐的性质 3. 掌握水浴、减压过滤等基本操作 4. 学习pH 试纸、吸管、比色管的使用 5. 学习用目测比色法检验产品质量。 二.原理 铁屑溶于稀硫酸生成硫酸铁。硫酸铁与硫酸铵作用生成溶解度较小的硫酸亚铁铵。 Fe + H 2SO 4 = FeSO 4 + H 2 ↑ FeSO 4 +(NH 4)2SO 4+6H 2O = FeSO 4(NH 4)2SO 4·6H 2O 晶,形成(NH 4)2FeSO 4·6H 2O 晶体。 比色原理:Fe 3+ + n SCN- = Fe(SCN)n (3-n) (红色) 用比色法可估计产品中所含杂质 Fe 3+的量。Fe 3+由于能与SCN -生成红色的物质[Fe(SCN)]2+,当红色较深时,表明产品中含Fe 3+较多;当红色较浅时,表明产品中含Fe 3+较少。所以,只要将所制备的硫酸亚铁铵晶体与KSCN 溶液在比色管中配制成待测溶液,将它所呈现的红色与含一定Fe 3+量所配制成的标准Fe(SCN)]2+溶液的红色进行比较,根据红色深浅程度相仿情况,即可知待测溶液中杂质Fe 3+的含量,从而可确定产品的等级。 三.仪器及药品 洗瓶、250ml 烧杯、锥形瓶(150mL ,250mL 各一个)、移液管(1mL,2mL 各一根)10ml 量筒、吸滤瓶、比色管(25mL )、比色架、铁粉、2mol/L 盐酸、3mol/L 硫酸、25%KSCN 四.实验步骤 1. 硫酸亚铁制备 2. 硫酸亚铁铵的制备
实验三硫酸亚铁铵的制备 一实验目的: 1. 学会利用溶解度的差异制备硫酸亚铁铵;掌握硫酸亚铁、硫酸亚铁铵复盐的性质。 2. 掌握水浴、减压过滤等基本操作;学习pH试纸、吸管、比色管的使用;学习限量分析。 二实验原理: 1.铁屑溶于H2SO4,生成FeSO4:Fe + H2SO4=FeSO4 + H2↑ 2. 通常,亚铁盐在空气中易氧化。例如,硫酸亚铁在中性溶液中能被溶于水肿的少量氧气氧化并进而与水作用,甚至析出棕黄色的碱式硫酸铁(或氢氧化铁)沉淀。若往硫酸亚铁溶液中加入与FeSO4相等的物质的量(mol)的硫酸铵,则生成复盐硫酸亚铁铵。硫酸亚铁铵比较稳定,它的六水合物(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O不易被空气氧化,在定量分析中常用以配制亚铁离子的标准溶液。像所有的复盐那样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一组份FeSO4或(NH4)2SO4的溶解度都要小。蒸发浓缩所得溶液,可制得浅绿色的硫酸亚铁铵(六水合物)晶体。FeSO4与(NH4)2SO4等物质的量作用,生成溶解度较小的硫酸亚铁铵: FeSO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O =(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 硫酸亚铁铵比较稳定,定量分析中常用来配制亚铁离子的标液;和其他复盐一样,硫酸亚铁铵的溶解度比它的每一组分要小。 3.比色原理:Fe3+ + n SCN- = Fe(SCN)n(3-n) (红色) 用比色法可估计产品中所含杂质Fe3+的量。Fe3+由于能与SCN-生成红色的物质[Fe(SCN)]2+,当红色较深时,表明产品中含Fe3+较多;当红色较浅时,表明产品中含Fe3+较少。所以,只要将所制备的硫酸亚铁铵晶体与KSCN 溶液在比色管中配制成待测溶液,将它所呈现的红色与含一定Fe3+量所配制成的标准 Fe(SCN)]2+溶液的红色进行比较,根据红色深浅程度相仿情况,即可知待测溶液中杂质Fe3+的含量,从而可确定产品的等级。 三种盐的溶解度(单位为g/100g)数据如下:
硫酸亚铁铵的制备 一、实验目的 1. 了解硫酸亚铁铵的制备方法及复盐的特性。 2. 掌握使用水浴加热、蒸发、结晶、减压过滤等基本操作。 3. 了解检验产品杂质含量的目测比色方法。 二、实验原理 硫酸亚铁铵(NH 4)2Fe (SO 4)26H 2O 又称摩尔盐,为浅蓝绿色单斜晶体。它在空气 中比一般亚铁盐稳定,不易被氧化,溶于水但不溶于乙醇,而且价格低,制造工艺简单,容易得到较纯净的晶体,因此,其应用广泛,在化学上用作还原剂,工业上常用作废水处理的混凝剂,在农业上既是农药又是肥料,在定量分析中常用作氧化还原滴定的基准物质。 像所有的复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的任何一个组分FeSO 4或(NH 4)2SO 4的溶解度都要小,见下表。因此从Fe 2SO 4和(NH 4)2SO 4溶于水所制得的浓混合溶液中,很容易得到结晶的摩尔盐。 几种盐的溶解度手册值(g/100gH 2O ) 本实验采用过量铁和稀硫酸作用生成硫酸亚铁: Fe+H 2SO 4=FeSO 4+H 2↑ 往硫酸亚铁溶液中加入硫酸铵并使其全部溶解,加热浓缩制得的混合溶液,再冷却即可得到溶解度较小的硫酸亚铁铵晶体: FeSO 4+(NH 4)2SO 4+6H 2O=(NH 4)2Fe (SO 4)26H 2O 为防止Fe 2+的水解,在制备(NH 4)2Fe (SO 4)26H 2O 的过程中,溶液应保持足 够的酸度。 三、仪器与试剂 仪器:台秤,锥形瓶(150mL ),烧杯,量筒(10、50mL ),漏斗,漏斗架,蒸发皿,布氏漏斗,吸滤瓶,酒精灯,表面皿,水浴(可用大烧杯代替)。 试剂:H 2SO 4(3mol ·L -1),(NH 4)2SO 4(s ),铁屑,乙醇(95%),pH 试纸。
课题一硫酸亚铁铵的制备 1、硫酸亚铁铵晶体的性质 物理性质:浅绿色,易溶于水、不溶于乙醇,在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4都要小化学性质:能水解;具有还原性,但比硫酸亚铁稳定 2、将绿矾(FeSO4?7H2O)、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体。 (NH4)2SO4+FeSO4+ 6H2O= (NH4)2SO4?FeSO4?6H2O↓根据下图回答: (1)步骤1Na2CO3的主要作用是。 (2)步骤2中铁屑过量的目的是(用离子方程式表示): (3)步骤3中,加入(NH4)2SO4固体后,要得到摩尔盐晶体,需经过的实验操作包括:加热蒸发、、。 (4)步骤3中制得的晶体过滤后用无水乙醇洗涤的目的是。 操作对比: 1、三个步骤中都含有加热的操作: 步骤1中:小火加热的目的是: ; 步骤2中:水浴加热的优点是; 水浴加热是为了; 步骤3中:加热是为了蒸发溶剂,浓缩结晶。 思考:该实验中,要得到摩尔盐晶体,应加热到时,停止加热。 为什么不能蒸干? 那么蒸发下列溶液呢? ①从CuSO4溶液得到胆矾晶体:。 ②从NaCl溶液得到NaCl固体: 2、三个步骤中都含有固液分离的操作:
步骤1中采用倾析法分离出铁屑,下列适合用倾析法的有: A、沉淀的颗粒较大 B、沉淀容易沉降 C、沉淀呈胶状 D、沉淀呈絮状 步骤2中溶液趁热过滤的原因是。 步骤3中可以用如下装置进行过滤: (1)这种过滤方式称为: (2)这种过滤跟普通过滤相比,除了过滤速度快外, 还有一个优点是:。 (3)你能讲出仪器A、B、C的名称么? 摩尔盐产品中离子的检验: 例:为检验硫酸亚铁铵晶体中的NH4+、Fe2+、SO42-, (1)甲同学提出可以用湿润的试纸、稀盐酸和溶液检验出这三种离子。 (2)乙同学提出检验产品中的Fe2+ 、可以用KSCN溶液和另一种试剂来检验,试简述操作和现象:。 但是实际操作中,乙加入KSCN溶液后发现溶液变为浅红色,于是对自己提出的方法产生怀疑。丙同学仔细思考后认为,可以从另一现象证明产品中的Fe2+,该现象是:。 产品中Fe2+的定量分析 例:制得的摩尔盐样品中往往含有极少量的Fe3+。为了测定摩尔盐产品中Fe2+的含量,一般采用在酸性下用KMnO4标准液滴定的方法。 称取4.0 g的摩尔盐样品,溶于水,并加入适量稀硫酸。用0.2 mo1/L KMnO4溶液滴定,当溶液中Fe2+全部被氧化时,消耗KMnO4溶液体积 10.00 mL。 (1)请完成滴定过程中发生的离子方程式: Fe2++ MnO4-+()= Mn2++ Fe3++ H2O (2)本实验的指示剂。 A、酚酞 B、甲基橙 C、石蕊 D、不需要 (3)KMnO4溶液置于(酸式、碱式)滴定管中 (4)终点颜色的变化: 。 (5)产品中Fe2+的质量分数为。
实验报告 高三 (5)班郭嘉麟 【实验目的】制备 (NH 4)2SO4·FeSO4·6H 2O,了解复盐的特性。 【实验原理】 Fe + H 2SO4= FeSO4 + H 2↑ FeSO4 +(NH 4)2+ 6H 2O= (NH 4)2 SO4Fe SO4· 6H 2O 将制得的硫酸亚铁溶液与等物质的量的 (NH 4)2SO4在溶液中混合,经加热浓缩、冷却后得到溶解度较小的硫酸亚铁铵晶体。 【实验用品】 Fe 屑, 10 % Na2CO3溶液, 3 mol ·L-1H2SO4,(NH 4)2SO4,蒸馏水 ,无水乙醇 ,锥形瓶,玻璃棒,漏斗,烧杯,胶头滴管,酒精灯,石棉网,铁架台,蒸发皿,滤纸,量筒,托盘 天平 称取 Fe屑洁净 Fe,再次称量酸溶 【实验流程图】成热过滤计算,称量加硫酸铵蒸发 称量成品 【实验步骤】 实验步骤预期现象实验现象解释与结论 1.称取 3gFe 屑,放于锥Fe 屑变洁净. 形瓶内,加入 15mL10% Na2CO3溶 液,小火加热 10 分钟以 除去 Fe 屑上的油污,用 倾泻法倒掉碱液然后用自 来水再用蒸馏水将铁屑洗 涤干净,然后干 燥,记录其质量 m1(Fe) 2.往盛有 Fe 屑的锥形瓶 中加入 15 mL,放在水浴 上加热至不再有气泡放出,趁热过滤,用少量热水洗 涤锥形瓶及漏斗上的残渣,吸干。将溶液倒入蒸发皿中。将留在锥形瓶内和滤 纸上的残渣收集在一起用 碎滤纸吸干后称重 m2(Fe),由已作用的 Fe 屑质量算出溶液中生成 的FeSO4 的量Fe 屑量变少,溶液变为浅绿色, 加热过程时 ,有气泡放出 ,
3. 根据溶液中FeSO4的量,接反应方程式计算并称取所需(NH 4)2SO4固体的量,倒入上面制得的 FeSO4溶液中。水浴蒸发、浓缩至表面出现结晶薄膜为止。放置冷却,得(NH 4)2SO4·FeSO4·6H2O 晶体。 4.用无水乙醇冲洗晶体 2到 3 次 ,以去除表面水份 , 用两块滤纸吸干无 水乙醇 ,观察晶体的颜色和形状。称量晶体质量 记为 M ,计算产率。加入 (NH 4)2SO4后无明显现象, 溶液仍为浅绿色 , 蒸发后 ,晶体呈浅绿色 得到浅绿色晶体 【实验数据记录与处理】 m1 Fe M产率m2 Fe 【实验心得】
一、主要教学目标 (一)根据有关原理及数据设计并制备复盐硫酸亚铁铵 (二)进一步掌握水浴加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作 二、教学的方法及教学手段:讲解法,学生实验法,巡回指导法 三、教学重点:水浴加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作 四、教学难点:水浴加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作 五、实验原理: 铁屑与稀H 2SO 4反应制得FeSO 4,过滤后向滤液中加入(NH 4)2SO 4固体得混合液,加热浓缩便得到复盐 O H SO Fe NH O H SO NH FeSO H FeSO SO H Fe 224242424424426)()(6)(?=++↑ +=+ 六、实验内容: 1、根据上述原理,设计制备硫酸亚铁铵的方法 (1)铁屑在Na 2CO 3溶液中加热去油污 (2)铁屑与稀H 2SO 4反应制备FeSO 4并过滤 (3)向滤液中加入(NH 4)2SO 4固体 (4)浓缩结晶 2、列出实验所需器材,药品 仪器:托盘天平,锥形瓶150ml ,水浴锅,布氏漏斗,吸滤瓶,目视比色管25ml ,抽气管 试剂:(NH 4)2SO 4(S),3mol/LH 2SO 4,3mol/L HCl 10%的Na 2CO 3,95%酒精,25%KSCN 材料:铁屑、滤纸 七、实验过程: 1、铁屑去油污 加水洗涤倾析法倒掉碱液分钟小火加热约的加铁屑→10%1020432CO Na ml g 2、硫酸亚铁的制备 42142.31m in 30/325SO H L mol ml SO LH mol ml -再加入到不产生气泡水浴加热约加入铁屑 趁热过滤→滤液移至蒸发皿→残渣用滤纸吸水吸干→称量→计算反应掉铁屑和生成FeSO 4的质量。 3、制备(NH 4)2Fe (SO 4)2·6H 2O 晶体,按mFeSO 4:m(NH 4)2SO 4 计算产率称量将晶体吸干洗涤沉淀两次乙醇 用减压过滤析出晶体自然冷却至有晶体析出浓缩溶液搅拌 水浴加入溶液→→→?%95)()(4244、s SO NH FeSO 4、产品的检验 Fe 3+ 的限量分析:取1g 样品置于25ml 比色管中,加无氧蒸馏水15ml ,再加3mol/LHCl 和2ml25%KSCN 1ml ,继续加蒸馏
硫酸亚铁铵的制备及纯度检验 一、教学要求 1.了解复盐的一般特性 2.学习复盐(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的制备方法。 3.熟练掌握水浴加热、过滤、蒸发、结晶等基本无机制备操作。 4.学习产品纯度的检验方法。 二、预习内容 1、常用玻璃(瓷质)仪器:烧杯、蒸发皿、布氏漏斗等的使用方法; 2、实验室用的纯水、检验用的无氧水; 3、预习无机制备的一些基本操作:水浴加热,蒸发,浓缩,结晶,减压过滤等; 4、查物质的溶解度数据表;温度对溶解度的影响; 5、复盐的性质,(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的制备方法; 6、(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O纯度检验的方法。 三、实验原理 硫酸亚铁铵(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O)商品名为莫尔盐,为浅蓝绿色单斜晶体。一般亚铁盐在空气中易被氧化,而硫酸亚铁铵在空气中比一般亚铁盐要稳定,不易被氧化,并且价格低,制造工艺简单,容易得到较纯净的晶体,因此应用广泛。在定量分析中常用来配制亚铁离子的标准溶液(思考题1)。 和其他复盐一样,(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O在水中的溶解度比组成它的每一组分FeSO4或(NH4)2SO4的溶解度都要小。利用这一特点,可通过蒸发浓缩FeSO4与(NH4)2SO4溶于水所制得的浓混合溶液制取硫酸亚铁铵晶体(思考题2)。三种盐的溶解度数据列于表1。 表1 三种盐的溶解度(单位为g/100g H 本实验先将铁屑溶于稀硫酸生成硫酸亚铁溶液: Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ 再往硫酸亚铁溶液中加入硫酸铵并使其全部溶解,加热浓缩制得的混合溶液,再冷却即可得到溶解度较小的硫酸亚铁铵晶体。 FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 四、实验步骤 1.Fe屑的净化 用台式天平称取2.0g Fe屑,放入锥形瓶中,加入15 mL l0%Na2CO3溶液,小火加热煮沸约10 min以除去Fe屑上的油污,倾去Na2CO3碱液(倾析法),用自来水冲洗后,再用去离子水把Fe屑冲洗干净。 2.FeSO4的制备往盛有Fe屑的锥形瓶中加入15 mL 3mol·L-1H2SO4,水浴加热至不再有气泡放出,趁热减压过滤(思考题4),用少量水洗涤锥形瓶及漏斗上的残渣,抽干。将滤液转移至洁净的蒸发皿中,将留在锥形瓶内和滤纸上的残渣收集在一起用滤纸片吸干后称重,由已作用
实验六:硫酸亚铁铵的制备 学会利用溶解度的差异制备硫酸亚铁铵。2、从实验中掌握硫酸亚铁、硫酸亚铁铵复盐的性质3、掌握水浴、减压过滤等基本操作4、学习pH试纸、吸管、比色管的使用5、学习用目测比色法检验产品质量。二、原理铁屑溶于稀硫酸生成硫酸亚铁。硫酸亚铁与硫酸铵作用生成溶解度较小的硫酸亚铁铵。Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑ FeSO4 +(NH4)2SO4+6H2O = FeSO4(NH4)2SO46H2O由于复盐的溶解度比单盐要小,因此溶液经蒸发浓缩、冷却后,复盐在水溶液中首先结晶,形成 (NH4)2FeSO46H2O晶体。比色原理:Fe3+ + n SCN- = Fe(SCN)n(3-n) (红色) 用比色法可估计产品中所含杂质 Fe3+的量。Fe3+由于能与SCN-生成红色的物质[Fe(SCN)]2+,当红色较深时,表明产品中含Fe3+较多;当红色较浅时,表明产品中含Fe3+较少。所以,只要将所制备的硫酸亚铁铵晶体与KSCN溶液在比色管中配制成待测溶液,将它所呈现的红色与含一定Fe3+量所配制成的标准 Fe(SCN)]2+溶液的红色进行比较,根据红色深浅程度相仿情况,即可知待测溶液中杂质Fe3+的含量,从而可确定产品的等级。三、仪器及药品1、仪器:台称,布氏漏斗,抽滤瓶,比色管(25ml),水浴锅,蒸发皿,量筒(
10、50ml),酒精灯。2、药品:3molL-1H2SO4溶液,铁屑,(NH4)2SO4(固体),1molL-1Na2CO3溶液,0、1molL-1KSCN溶液,pH试纸。四.物理常数表1几种物质的溶解度(g/100gH2O) 0℃10℃20℃30℃40℃FeSO47H2O 28、8 40、0 48、0 60、0 73、3(NH4)2SO4 70、673 75、4 78、081FeSO4(NH4)2SO4 12、5 17、2 26、43346FeSO4(NH4)2SO46H2O 17、2 31、0 36、47 45、0 FeSO4 — (NH4)2SO4FeSO46H2O5639217m (NH4)2SO4FeSO46H2O) =(392)/56=7g4、产率:
专题7物质的制备与合成 课时1 硫酸亚铁铵的制备 (台州中学化学组程志平czp617@https://www.doczj.com/doc/908635960.html,)) 一.实验目标 (1)以用废铁屑制备硫酸亚铁铵为例,初步体验无机物质制备的过程。 (2)训练物质的称量、溶解、加热、结晶、抽滤、水浴加热、倾析法分离和洗涤的操作技 (3)了解复盐硫酸亚铁铵的制备原理和方法。 二、实验原理 物质性质:硫酸亚铁铵俗称莫尔盐,浅绿色透明晶体,易溶于水,在空气中比一般的亚铁铵盐稳定,不易被氧化。FeSO4在空气中容易被氧化,可以用SCN-来检验FeSO4溶液是否变质。由于硫酸亚铁铵在水中的溶解度在0~60 ℃内比组成它的简单盐硫酸铵和硫酸亚铁要小,只要将它们按一定的比例在水中溶解、混合,即可制得硫酸亚铁铵的晶体。 基本原理: 1、将金属铁溶于稀硫酸,制备硫酸亚铁。Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 2、将制得的硫酸亚铁溶液与等物质的量的(NH4)2SO4在溶液中混合,经加热浓缩、冷却后得 到溶解度较小的硫酸亚铁铵晶体。 三、实验步骤 1、铁屑的净化 操作要点: 称取5g的铁屑注入15mL1mol/LNa2CO3溶液→浸泡(水浴加热)→倾析法分离→用蒸馏水洗涤数次→晾干(烘干) 操作注意点: (1)为缩短反应时间,应设法增大铁的表面积,最好选用刨花车间加工的生铁碎铁屑(丝),避免使用锈蚀程度过大的铁屑,因其表面Fe2O3过多无法被铁完全还原, 会导致Fe3+留在溶液中而影响产品的质量。 (2)为加快除油污的速度,可加热至沸,并用玻璃棒不断搅拌,如果铁屑油污不多,时间可短些,大概2-3分钟即可。 (3)为缩短实验时间,洗涤后的铁屑最好烘干,如果实验室没有烘箱,可以采用课件中的两种装置烘干。(参看课件) 2、制取硫酸亚铁溶液 操作要点: 称取4.2g铁屑记总质量为为m1,加入25mL3mol/LH2SO4溶液水浴加热→振荡补充水→加1mL3mol/L H2SO4→趁热过滤→洗涤瓶、渣(用少量热水)→转移至蒸发皿→将过滤后的固体烘干称量记作m2→计算m1-m2即为实际参加反应铁的质量 操作注意点: (1)由于铁屑不纯,往往产生有毒的气体,需要在通风橱内进行,或者接尾气吸收装置。 (2)铁与硫酸反应温度控制在50-60℃较好,温度低,反应速率慢,温度高于60℃易生成FeSO4·H2O白色晶体,一旦产生无法消失,影响产率。 (3)反应过程中要少量多次补充水,保持溶液体积基本不变,原因是溶液蒸发后,硫酸亚铁浓度过大容易析出,再者硫酸浓度过高,容易发生副反应,2Fe+6H2SO4(浓)
硫酸亚铁铵的制备 一. 实验目的 1.学会利用溶解度的差异制备硫酸亚铁铵。 2.从实验中掌握硫酸亚铁、硫酸亚铁铵复盐的性质 3.掌握水浴、减压过滤等基本操作 4.学习pH试纸、吸管、比色管的使用 5.学习用目测比色法检验产品质量。 二. 原理 铁屑溶于稀硫酸生成硫酸亚铁。硫酸亚铁与硫酸铵作用生成溶解度较小的硫酸亚铁铵。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ FeSO4 +(NH4)2SO4+6H2O = FeSO4(NH4)2SO4·6H2O 由于复盐的溶解度比单盐要小,因此溶液经蒸发浓缩、冷却后,复盐在水溶液中首先结晶,形成(NH4)2FeSO4·6H2O晶体。 比色原理:Fe3+ + n SCN- = Fe(SCN)n(3-n) (红色) 用比色法可估计产品中所含杂质Fe3+的量。Fe3+由于能与SCN-生成红色的物质[Fe(SCN)]2+,当红色较深时,表明产品中含Fe3+较多;当红色较浅时,表明产品中含Fe3+较少。所以,只要将所制备的硫酸亚铁铵晶体与KSCN溶液在比色管中配制成待测溶液,将它所呈现的红色与含一定Fe3+量所配制成的标准Fe(SCN)]2+溶液的红色进行比较,根据红色深浅程度相仿情况,即可知待测溶液中杂质Fe3+的含量,从而可确定产品的等级。 三. 仪器及药品 1.仪器: 台称,布氏漏斗,抽滤瓶,比色管(25ml),水浴锅,蒸发皿,量筒(10、50ml),酒精灯。 2.药品: 3mol·L-1H2SO4溶液,铁屑,(NH4)2SO4(固体),1mol·L-1Na2CO3溶液,0.1mol·L-1KSCN 溶液,pH试纸。 四.物理常数 表1几种物质的溶解度(g/100gH2O) 0℃10℃20℃30℃40℃FeSO4·7H2O 28.8 40.0 48.0 60.0 73.3 (NH4)2SO470.6 73 75.4 78.0 81 FeSO4·(NH4)2SO412.5 17.2 26.4 33 46 FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O 17.2 31.0 36.47 45.0 —