Question

9．摩爾鹽[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]易溶于水，具有還原性，如圖是利用廢鐵屑、稀硫酸和硫酸銨為原料制取摩爾鹽的流程圖．

回答下列問題：
（1）在“步驟l”中加Na₂CO₃溶液是為了洗滌除去廢鐵屑表面的油污，加熱的目的是平衡CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-右移，增強溶液堿性（利用簡要文字和必要的離子方程式說明），配制100g10%的Na₂CO₃溶液需要的儀器有藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒和天平；
（2）“步驟2”中所用廢鐵屑必須過量，原因是為防止產(chǎn)生Fe³⁺，保證所制摩爾鹽的純度；
（3）“步驟3”加入（NH₄）₂SO₄固體充分攪拌溶解后，依次進行的實驗操作是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；
（4）一般采用滴定法測定摩爾鹽產(chǎn)品中Fe²⁺的含量：稱取4.0g摩爾鹽樣品，溶于水，加入適量稀硫酸，用0.2mol/LKMnO₄溶液滴定，達到終點時，消耗10.00mL KMnO₄溶液．
①滴定過程中發(fā)生反應的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②產(chǎn)品中Fe²⁺的質量分數(shù)為14%；
③滴定過程中．左手控制酸式滴定管的活塞，右手搖動錐形瓶，直到溶液出現(xiàn)淺紫色且半分鐘內(nèi)不褪色時停止滴定，讀數(shù)．此時若俯視讀數(shù)．測定結果將偏低（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 用碳酸鈉溶液可以處理鐵屑表面的油污等雜質，得到的鐵和硫酸反應可以生成硫酸亞鐵溶液，鐵過量，過量過量的鐵，得硫酸亞鐵溶液，加入硫酸銨混合固體充分攪拌溶解，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶過濾、洗滌、干燥得到較為摩爾鹽晶體，
（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使平衡右移，增強溶液堿性；由固體藥品配制溶液需要的儀器有藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒和天平；
（2）鐵防止鐵離子被氧化；
（3）硫酸亞鐵溶液，加入硫酸銨混合固體充分攪拌溶解，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶過濾、洗滌、干燥得到較為摩爾鹽晶體；
（4）用滴定法測定摩爾鹽產(chǎn)品中Fe²⁺的含量：稱取摩爾鹽樣品，溶于水，加入適量稀硫酸，用KMnO₄溶液滴定，滴定過程中，左手控制酸式滴定管的活塞，右手搖動錐形瓶，直到溶液出現(xiàn)淺紫色且半分鐘內(nèi)不褪色時停止滴定，讀數(shù)，根據(jù)5Fe²⁺～～MnO₄^-，由高錳酸鉀的消耗可得樣品中亞鐵離子的量，據(jù)此可得．

解答 解：（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使平衡右移，增強溶液堿性；配制100g10%的Na₂CO₃溶液需要的儀器有藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒和天平；
故答案為：使平衡CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-右移，增強溶液堿性；天平；
（2）為防止產(chǎn)生Fe³⁺，保證所制摩爾鹽的純度，步驟2中鐵過量；
故答案為：為防止產(chǎn)生Fe³⁺，保證所制摩爾鹽的純度；
（3）硫酸亞鐵溶液，加入硫酸銨混合固體充分攪拌溶解，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶過濾、洗滌、干燥得到較為摩爾鹽晶體；
故答案為：冷卻結晶；
（4）①高錳酸根氧化亞鐵離子為鐵離子，自身被還原為錳離子，離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②假設4.0產(chǎn)品中Fe²⁺的物質的量為xmol，則：
5Fe²⁺～～MnO₄^-，
5                 1
xmol        0.01L×0.2mol/L
則x=0.01mol，產(chǎn)品中Fe²⁺的質量為0.01mol×56g/mol=0.56g，產(chǎn)品中Fe²⁺的質量分數(shù)為$\frac{0.56}{4}×100%$=14%；
故答案為：14%；
③滴定過程中，左手控制酸式滴定管的活塞，右手搖動錐形瓶，直到溶液出現(xiàn)淺紫色且半分鐘內(nèi)不褪色時停止滴定，讀數(shù)；此時若俯視讀數(shù)，高錳酸鉀的體積讀書偏小，測定結果將偏低；
故答案為：酸式滴定管的活塞；溶液出現(xiàn)淺紫色且半分鐘內(nèi)不褪色；低．

點評 本題以莫爾鹽的制備為載體，考查涉及對工藝流程的理解、氧化還原反應、對條件的控制選擇與理解、氧化還原反應滴定應用以計算，題目難度中等．需學生具有扎實的基礎知識與靈活運用知識解決問題的能力．