Question

8．硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]較硫酸亞鐵不易被氧氣氧化，是分析化學(xué)中重要的試劑，常用于代替硫酸亞鐵．硫酸亞鐵銨在 500℃時(shí)隔絕空氣加熱完全分解．回答下列問(wèn)題：

（1）硫酸亞鐵銨隔絕空氣加熱完全分解，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，固體產(chǎn)物可能有FeO和Fe₂O₃，氣體產(chǎn)物可能有NH₃、SO₃、H₂O、N₂和SO₂．
（2）為檢驗(yàn)分解產(chǎn)物的成份，設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，加熱A中的硫酸亞鐵銨至分解完全．
①A中固體充分加熱較長(zhǎng)時(shí)間后，通入氮?dú)�，目的是使分解產(chǎn)生的氣體在B、C中被吸收充分．
②為驗(yàn)證A中殘留物是否含有FeO，需要選用的試劑有B D．
A．KSCN溶液　　 　B．稀硫酸　　　　　C．濃鹽酸         　D．KMnO₄溶液
③裝置B中BaCl₂溶液的作用是為了檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有SO₃氣體生成，若含有該氣體，觀(guān)察到的現(xiàn)象為溶液變渾濁．
④若A中分解產(chǎn)物有N₂，固體殘留物只有Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為bmol，C中沉淀物質(zhì)的量為amol，則b小于a（填“大于”、“小于”或“等于”）
⑤實(shí)驗(yàn)中，觀(guān)察到C中有白色沉淀生成，則C中發(fā)生的反應(yīng)為SO₂+H₂O₂+Ba²⁺═BaSO₄↓+2H⁺（用離子方程式表示）．
（3）為測(cè)定某固體樣品中（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O的含量，某實(shí)驗(yàn)小組做了如下實(shí)驗(yàn)：
測(cè)定原理：MnO₄^-+Fe²⁺+H⁺=Mn²⁺+Fe³⁺+H₂O（方程式未配平）
測(cè)定步驟：步驟一：準(zhǔn)確稱(chēng)量20.00g硫酸亞鐵銨晶體，配制成100ml溶液．
步驟二：取所配溶液25.00ml于錐形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，用0.1000mol•L^-1 KMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)，重復(fù)兩次，平均消耗KMnO₄溶液16.00mL．
①如何判斷滴定終點(diǎn)？滴加最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液呈微紅色且半分鐘不褪色，
②產(chǎn)品中（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62.72%．

Answer 1

分析 （1）氮元素和鐵元素化合價(jià)升高，根據(jù)在氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)有升必有降，化合價(jià)降低的應(yīng)該是硫，所以氣體產(chǎn)物中還可能有SO₂；
（2）①A中固體充分加熱較長(zhǎng)時(shí)間后，通入氮?dú)饽康氖鞘狗纸馍�成的氣體在BC裝置中完全吸收；
②為驗(yàn)證A中殘留物是否含有FeO，應(yīng)該先用稀硫酸溶解，然后再用KMnO₄溶液檢驗(yàn)亞鐵離子；
③裝置B中BaC1₂溶液的作用是為了檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有SO₃氣體生成，若含有該氣體，會(huì)生成硫酸鋇白色沉淀，觀(guān)察到的觀(guān)象為溶液變渾濁；
④若A中分解產(chǎn)物有N₂，固體殘留物只有Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為bmol，C中沉淀物質(zhì)的量為amol，根據(jù)化合價(jià)升降必相等，硫降低的化合價(jià)（2a）等于鐵升高的化合價(jià)（2b）和氮升高的化合價(jià)之和，則b小于a；
⑤C中有白色沉淀生成，是因?yàn)镾O₂被雙氧水氧化成SO₄^2-，SO₄^2-再與Ba²⁺結(jié)合成沉淀BaSO₄，則C中發(fā)生的反應(yīng)為SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
（3）①取所配溶液25.00ml于錐形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，用0.1000mol•L^-1 KMnO₄溶液滴定，到滴入最后一滴高錳酸鉀溶液至紫紅色且半分鐘不變，說(shuō)明反應(yīng)至終點(diǎn)；
②結(jié)合化學(xué)反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算，MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．

解答 解：（1）氮元素和鐵元素化合價(jià)升高，根據(jù)在氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)有升必有降，化合價(jià)降低的應(yīng)該是硫，所以氣體產(chǎn)物中還可能有SO₂；
故答案為：SO₂；
（2）①A中固體充分加熱較長(zhǎng)時(shí)間后，通入氮?dú)饽康氖鞘狗纸馍�成的氣體在BC裝置中完全吸收；
故答案為：使分解產(chǎn)生的氣體在B、C中被吸收充分；
②為驗(yàn)證A中殘留物是否含有FeO，應(yīng)該先用稀硫酸溶解，然后再用KMnO₄溶液檢驗(yàn)亞鐵離子，故選BD，
故答案為：BD；
③裝置B中BaC1₂溶液的作用是為了檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有SO₃氣體生成，若含有該氣體，會(huì)生成硫酸鋇白色沉淀，觀(guān)察到的觀(guān)象為溶液變渾濁；
故答案為：SO₃；溶液變渾濁；
④若A中分解產(chǎn)物有N₂，固體殘留物只有Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為bmol，C中沉淀物質(zhì)的量為amol，根據(jù)化合價(jià)升降必相等，硫降低的化合價(jià)（2a）等于鐵升高的化合價(jià)（2b）和氮升高的化合價(jià)之和，則b小于a，
故答案為：小于；
⑤C中有白色沉淀生成，是因?yàn)镾O₂被雙氧水氧化成SO₄^2-，SO₄^2-再與Ba²⁺結(jié)合成沉淀BaSO₄，則C中發(fā)生的反應(yīng)為SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H，
故答案為：SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
（3）①取所配溶液25.00ml于錐形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，用0.1000mol•L^-1 KMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)，滴加最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液呈微紅色且半分鐘不褪色，
故答案為：滴加最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液呈微紅色且半分鐘不褪色；
 ②MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
                          1              5
0.01600L×0.1000mol•L^-1      n
n=0.008mol，
100ml溶液中含亞鐵離子物質(zhì)的量=0.008mol×$\frac{100}{25}$=0.032mol，
產(chǎn)品中（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.032mol×392g/mol}{20.00g}$×100%=62.72%，
故答案為：62.72%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，注意氧化還原反應(yīng)和鹽類(lèi)水解等知識(shí)的靈活應(yīng)用，注意分析題干信息和定量計(jì)算，題目難度中等．