Question

3．硫酸亞鐵銨[（NH）₂SO₄．FeSO₄.6H₂O]，又名莫爾鹽，是分析化學(xué)中常見的還原劑．某化學(xué)研究小組設(shè)計如下實驗方案來制備莫爾鹽并做相應(yīng)的分析．

請完成下列問題：
（1）操作Ⅰ主要包括除油污、除雜、過濾、烘干等過程．下列所給試劑中，除油污最好的是C（填序號）．
A．H₂O B.3mol/L H₂SO₄ C．熱的10%的Na₂CO₃ 溶液 D．四氯化碳：
（2）操作Ⅱ所用到玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒；漏斗．
（3）確定鋅鍍層基本被除去的標(biāo)志是反應(yīng)速率突然減小（或鐵片表面生成的氣泡突然減少）．（用文字表述）
（4）用無水乙醇洗滌潮濕的硫酸亞鐵銨晶體是為了除去晶體表面殘留的水分，不用加熱烘 干的方法除殘留水分的原因是避免加熱過程中晶體受熱分解失去結(jié)晶水或被空氣氧化
（5）為了證明（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（硫酸亞鐵銨晶體）的成分中含有NH${\;}_{4}^{+}$、Fe²⁺、SO${\;}_{4}^{2-}$、和H₂O，下列實驗敘述中不正確的是D．
A．取少量硫酸亞鐵銨晶體放入試管中，加熱，試管口有液體生成，則可證明晶體的成分中 含有結(jié)晶水
B．硫酸亞鐵銨晶體溶于水，得淺綠色溶液，滴入2滴KSCN溶液，溶液不紅色，再滴入 幾滴新制氯水，溶液變?yōu)檠�紅色，則可證明晶體的成分中含有Fe²⁺
C．硫酸亞鐵鞍晶體溶于水，加少量稀鹽酸，無現(xiàn)象，再滴入幾滴BaCl₂溶液，有白色沉淀 生成，則可證明晶體的成分中含有SO${\;}_{4}^{2-}$、
D．取少量硫酸亞鐵銨晶體放人試管，加濃NaOH溶液，加熱，試管口放置的濕潤的藍(lán)色石 蕊試紙變紅，則可證明晶體的成分中含有NH${\;}_{4}^{+}$
（6）該流程圖中的A物質(zhì)為CuSO₄，它可以發(fā)生多種反應(yīng)．如在CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱條件下能生成CuCl沉淀，其離子方程式是2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺
（7）為了測定莫爾鹽產(chǎn)品中Fe²⁺的含量，一般采用在酸性條件下根據(jù)反應(yīng)5Fe²⁺+MnO${\;}_{4}^{-}$+8H═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液滴定的方法：稱取4.000g 莫爾鹽樣品，溶于水，并加入適量稀硫酸，用0.2000mol/L KMnO₄溶液滴定．當(dāng)溶液中Fe²⁺ 全部被氧化時，恰好消耗KMnO₄溶液10.00 mL，則產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%．

Answer 1

分析 （1）碳酸鈉溶液水解顯堿性，油污在碳酸鈉溶液中水解生成溶于水的物質(zhì)除去；
（2）操作Ⅱ是得到固體B和硫酸亞鐵溶液，所以為過濾，根據(jù)過濾所用到玻璃儀器答題；
（3）根據(jù)鋅比鐵活潑，鋅與鹽酸反應(yīng)比鐵與鹽酸反應(yīng)速率快；
（4）根據(jù)過濾操作的步驟：過濾、洗滌、烘干等來分析；CuO能與鹽酸反應(yīng)生成氯化銅，氯化銅能和鐵反應(yīng)生成銅，此時銅、鐵和酸能構(gòu)成原電池，從而加快鐵與稀硫酸的反應(yīng)速率；
（5）A．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O加熱，會失去結(jié)晶水，在試管口有液體生成；
B．含F(xiàn)e²⁺溶液呈淺綠色，滴入2滴KSCN溶液，溶液不紅色，再滴入 幾滴新制氯水，F(xiàn)e²⁺被氧化成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺溶液遇KSCN，溶液變?yōu)檠�紅色，所此可證明晶體的成分中含有Fe²⁺；
C．硫酸根離子在稀鹽酸中無現(xiàn)象，再滴入幾滴BaCl₂溶液，有白色沉淀生成；
D．銨根離子溶液中加濃NaOH溶液，加熱，會產(chǎn)生氨氣，在試管口放置的濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)；
（6）如果在CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀判斷發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，亞硫酸根離子被銅離子氧化為硫酸根離子；
（7）由題意可知，消耗KMnO₄溶液中的KMnO₄的物質(zhì)的量為10.00×10^-3 L×0.2000mol/L=2.00×10^-3mol，根據(jù)反應(yīng)5Fe²⁺+MnO${\;}_{4}^{-}$+8H═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，可知Fe²⁺的物質(zhì)的量為5×2.00×10^-3mol=1.00×10^-2mol，據(jù)此求得Fe²⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）碳酸鈉溶液水解顯堿性，油污在碳酸鈉溶液中水解生成溶于水的物質(zhì)除去，水和硫酸不能除去油污，操作Ⅰ主要包括除油、除雜、過濾、烘干、稱量等過程，其中除油污需要的最佳試劑是碳酸鈉溶液
故答案為：c；
（2）操作Ⅱ是得到固體B和硫酸亞鐵溶液，所以為過濾，過濾用到玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗，
故答案為：玻璃棒、漏斗；
（3）鋅比鐵活潑，鋅與鹽酸反應(yīng)比鐵與鹽酸反應(yīng)速率快，所以確定鋅鍍層被除去的標(biāo)志是反應(yīng)速率突然減�。ɑ蜩F片表面生成的氣泡突然減少），
故答案為：反應(yīng)速率突然減小（或鐵片表面生成的氣泡突然減少）；
（4）采用加熱的方法制取硫酸亞鐵銨，加熱過程中，硫酸亞鐵銨易失水，且亞鐵離子易被氧氣氧化，從而得不到硫酸亞鐵銨晶體，
故答案為：避免加熱過程中晶體受熱分解失去結(jié)晶水或被空氣氧化；
（5）A．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O加熱，會失去結(jié)晶水，在試管口有液體生成，故A正確；
B．含F(xiàn)e²⁺溶液呈淺綠色，滴入2滴KSCN溶液，溶液不紅色，再滴入 幾滴新制氯水，F(xiàn)e²⁺被氧化成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺溶液遇KSCN，溶液變?yōu)檠�紅色，所此可證明晶體的成分中含有Fe²⁺，故B正確；
C．硫酸根離子在稀鹽酸中無現(xiàn)象，再滴入幾滴BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，故C正確；
D．銨根離子溶液中加濃NaOH溶液，加熱，會產(chǎn)生氨氣，在試管口放置的濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)，故D錯誤；
故選：D；
（6）在CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀，銅離子氧化亞鐵離子為硫酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；
故答案為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；
（7）由題意可知，消耗KMnO₄溶液中的KMnO₄的物質(zhì)的量為10.00×10^-3 L×0.2000mol/L=2.00×10^-3mol，根據(jù)反應(yīng)5Fe²⁺+MnO${\;}_{4}^{-}$+8H═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，可知Fe²⁺的物質(zhì)的量為5×2.00×10^-3mol=1.00×10^-2mol，所以Fe²⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1.00×10{\;}^{-2}×56}{4.000}$×100%=14%，
故答案為：14%．

點評 本題主要考查了物質(zhì)的除雜與制備，涉及到物質(zhì)的性質(zhì)、離子的檢驗，氧化還原反應(yīng)方程式的書寫以及滴定實驗等方面的綜合知識，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度較大．