Question

硫酸亞鐵銨的化學(xué)式為（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O，商品名為莫爾鹽．可由硫酸亞鐵與硫酸銨反應(yīng)生成硫酸亞鐵銨，一般硫酸亞鐵鹽在空氣中易被氧化，而形成莫爾鹽后就比較穩(wěn)定了．三種鹽的溶解度（單位為g/100g水）如表：

溫度/℃	10	20	30	40	50	70
（NH4）2SO4	73.0	75.4	78.0	81.0	84.5	91.9
FeSO4?7H2O	40.0	48.0	60.0	73.3	-	-
（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O	17.2	26.4	33.0	46.0	-	-

（一）實(shí)驗(yàn)室制取少量莫爾鹽的流程如下：

試回答下列問題：
（1）步驟1中加入10Na₂CO₃溶液的主要作用是除去鐵屑表面的油污，簡(jiǎn)述其除去油污的原理

 

．
（2）將（NH₄）₂SO₄與FeSO₄混合后加熱、濃縮，停止加熱的時(shí)機(jī)

 

．
（3）步驟4中析出的晶體不含（NH₄）₂SO₄和FeSO₄的原因是

 

，理論上制得的莫爾鹽的質(zhì)量為

 

．
（二）稱取兩份質(zhì)量均為1.96g的該硫酸亞鐵銨，制成溶液．用未知濃度的KMnO₄酸性溶液進(jìn)行滴定．
（1）滴定時(shí)，將KMnO₄酸性溶液裝在

 

（填“酸式”或“堿式”）滴定管．試寫出該滴定過程中的離子方程式：

 

；
（2）判斷該反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為

 

，
（3）假設(shè)到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，用去VmL KMnO₄酸性溶液，則該KMnO₄酸性溶液的濃度為

 

mol/L．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（一）（1）碳酸鈉水解顯堿性，油脂在堿性溶液中水解；
（2）當(dāng)有晶膜出現(xiàn)時(shí)，則停止加熱，防止莫爾鹽失水；
（3）相同溫度下硫酸亞鐵銨晶體在水中的溶解度比硫酸亞鐵和硫酸銨的溶解度��；鐵和硫酸反應(yīng)生成亞鐵離子物質(zhì)的量與鐵與硫酸銅反應(yīng)生成的亞鐵離子物質(zhì)的量之和為生成硫酸亞鐵銨中鐵元素的物質(zhì)的量守恒計(jì)算得到；
（二）（1）MnO₄^-將二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，被還原為Mn²⁺；
（2）高錳酸鉀本身有顏色，滴定亞鐵離子是不需要指示劑的；
（3）高錳酸鉀溶液是強(qiáng)氧化劑，具有腐蝕性，能腐蝕膠管，需要盛在酸式滴定管中，根據(jù)亞鐵離子和高錳酸根反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，可以找到亞鐵離子與高錳酸根之間的量的關(guān)系，根據(jù)原子守恒可以找到亞鐵離子和酸亞鐵銨之間量的關(guān)系，進(jìn)而進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（一）（1）步驟1中加入10Na₂CO₃溶液的主要作用是除去鐵屑表面的油污，利用的是碳酸鈉水解顯堿性，油脂在堿性溶液中水解生成溶于水的物質(zhì)易于洗去，
故答案為：熱的Na₂CO₃會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)使溶液堿性，在堿性條件下使油脂充分水解而除去；
（2）濃縮結(jié)晶莫爾鹽時(shí)要用小火加熱，加熱濃縮初期可輕微攪拌，但注意觀察晶膜，若有晶膜出現(xiàn)，則停止加熱，防止莫爾鹽失水；更不能蒸發(fā)至干，蒸干時(shí)溶液中的雜質(zhì)離子會(huì)被帶入晶體中，晶體可能會(huì)受熱分解或被氧化，
故答案為：濃縮至液體表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜；
（3）根據(jù)表中所示的在不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)，可以看出相同溫度下硫酸亞鐵銨晶體在水中的溶解度比硫酸亞鐵和硫酸銨的溶解度小，所以將硫酸亞鐵和硫酸銨的混合溶液加熱濃縮就能得到硫酸亞鐵銨晶體；步驟2和步驟3是鐵的質(zhì)量，反應(yīng)的鐵的質(zhì)量=（m₁-m₂）g，物質(zhì)的量=

(m1-m2)g

56g/mol

=

m1-m2

56

mol；反應(yīng)生成亞鐵離子物質(zhì)的量為

m1-m2

56

mol，理論上生成亞鐵離子物質(zhì)的量為

m1-m2

56

mol，生成硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O 物質(zhì)的量為

m1-m2

56

mol，質(zhì)量為

m1-m2

56

mol×392g/mol=7（m₁-m₂）g；
故答案為：因?yàn)橄嗤瑴囟认铝蛩醽嗚F銨晶體在水中的溶解度比硫酸亞鐵和硫酸銨的溶解度小；7（m₁-m₂）g；
（二）（1）高錳酸鉀溶液是強(qiáng)氧化劑，具有腐蝕性，能腐蝕膠管，需要盛在酸式滴定管中，反應(yīng)的離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：酸式；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（2）高錳酸鉀本身有顏色，滴定亞鐵離子不需要指示劑，當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏稳芤汉�，溶液變成紫紅色，30S內(nèi)不褪色，說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)，
故答案為：加入最后一滴KMnO₄溶液紫紅色不褪，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（3）1.96g硫酸亞鐵銨晶體的物質(zhì)的量n=

m

M

=

1.96g

392g/mol

=0.005mol，根據(jù)原子守恒則亞鐵離子的物質(zhì)的量為0.005mol，反應(yīng)5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，則5Fe²⁺～MnO₄^-，所以高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.001mol，據(jù)c=

n

V

=

0.001mol

10-3×VL

=

1

V

mol/l，故答案為：

1

V

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，綜合性較強(qiáng)，注意元素守恒的計(jì)算應(yīng)用，難度較大．