Question

20．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（M=392g•mol^-1）又稱(chēng)莫爾鹽，簡(jiǎn)稱(chēng)FAS，其俗名來(lái)源于德國(guó)化學(xué)家莫爾（Karl Friedrich Mohr）．它是淺藍(lán)綠色結(jié)晶或粉末，對(duì)光敏感，在空氣中會(huì)逐漸風(fēng)化及氧化，可溶于水，幾乎不溶于乙醇．某實(shí)驗(yàn)小組利用工業(yè)廢鐵屑制取莫爾鹽，并測(cè)定其純度．
Ⅰ．莫爾鹽的制取

回答下列問(wèn)題：
（1）步驟②必須在剩余少量鐵屑時(shí)進(jìn)行過(guò)濾，其原因是Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．（用離子方程式表示）
（2）制取的莫爾鹽最后要用b洗滌（填字母編號(hào)），其目的是：除去晶體表面水分，加速晶體的干燥，防止其氧化變質(zhì)．
a．蒸餾水             b．乙醇                 c．濾液
（3）從圖中選取必須用的儀器連接成實(shí)驗(yàn)室制�。∟H₄）₂SO₄溶液的裝置，連接的順序（用接口字母表示）是a、d、e、f．

Ⅱ．FAS純度測(cè)定
為測(cè)定FAS純度，取m g樣品配制成500mL溶液，根據(jù)物質(zhì)組成，甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案．
（1）甲方案：取20.00mLFAS溶液，用0.1000mol•L^-1的酸性K₂Cr₂O₇溶液進(jìn)行滴定．
i）寫(xiě)出此反應(yīng)的離子方程式：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．
ii） 滴定時(shí)必須選用的儀器是①④⑤⑥．

（2）乙方案：取20.00mLFAS溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．[待測(cè)液]$\stackrel{足量的BaCl_{2}溶液}{→}$ $\stackrel{過(guò)濾}{→}$ $\stackrel{洗滌}{→}$ $\stackrel{干燥}{→}$ $\stackrel{稱(chēng)量}{→}$[wg固體]
列出計(jì)算FAS晶體純度的代數(shù)式$\frac{392×25W}{2×233m}$×100%（不用計(jì)算出結(jié)果）．
（3）已知實(shí)驗(yàn)操作都正確，卻發(fā)現(xiàn)甲方案的測(cè)定結(jié)果總是小于乙方案，其可能的原因是Fe²⁺被空氣部分氧化，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述推測(cè)取少量FAS溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，說(shuō)明Fe²⁺已被空氣部分氧化．

Answer 1

分析 廢鐵屑加稀硫酸溶解，得到硫酸亞鐵溶液A，加硫酸銨晶體共同溶解，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻晶體、過(guò)濾、洗滌、干燥得到莫爾鹽，以此分析解答，
Ⅰ．（1）亞鐵離子易被氧化，少量鐵還原氧化生成的Fe³⁺；
（2）乙醇易揮發(fā)，少量酒精來(lái)洗去晶體表面雜質(zhì)；
（3）制取的氨氣與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，剩余的氨氣用水吸收；
Ⅱ．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（M=392g•mol^-1）又稱(chēng)莫爾鹽，簡(jiǎn)稱(chēng)FAS，
（1）i）．取20.00mLFAS溶液，用0.1000mol•L^-1的酸性K₂Cr₂O₇溶液進(jìn)行滴定，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，亞鐵離子被重鉻酸鉀氧化為鐵離子，生成鉻離子：
ii）．注意是滴定時(shí)選用的儀器，不是配制溶液需要儀器，所以應(yīng)該選用酸式滴定管、錐形瓶、鐵架臺(tái)及鐵夾；
（2）依據(jù)定量關(guān)系計(jì)算，（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O～2SO₄^2-～2BaSO₄；
（3）實(shí)驗(yàn)操作都正確，卻發(fā)現(xiàn)甲方案的測(cè)定結(jié)果總是小于乙方案可能是亞鐵離子被空氣中氧氣氧化，利用鐵離子遇到KSCN溶液變紅色設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)是否被氧化．

解答 解：Ⅰ．（1）亞鐵離子易被氧化，少量鐵還原氧化生成的Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（2）乙醇易揮發(fā)，用少量酒精來(lái)洗去晶體表面雜質(zhì)，用水會(huì)使摩爾鹽溶解損失，用濾液會(huì)帶入雜質(zhì)，用乙醇會(huì)除去晶體表面水分，加速晶體的干燥，防止其氧化變質(zhì)，
故答案為：b；除去晶體表面水分，加速晶體的干燥，防止其氧化變質(zhì)；
（3）制取的氨氣與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，剩余的氨氣用水吸收，故連接順序?yàn)閍→d→e→f，
故答案為：a、d、e、f；
Ⅱ．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（M=392g•mol^-1）又稱(chēng)莫爾鹽，簡(jiǎn)稱(chēng)FAS，
（1）i）．取20.00mLFAS溶液，用0.1000mol•L^-1的酸性K₂Cr₂O₇溶液進(jìn)行滴定，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，亞鐵離子被重鉻酸鉀氧化為鐵離子，生成鉻離子，反應(yīng)的離子方程式為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
ii）酸性K₂Cr₂O₇溶液具有強(qiáng)氧化性，應(yīng)該使用①酸式滴定管，盛裝待測(cè)液需要使用④錐形瓶，滴定管需要固定，用到⑤鐵架臺(tái)及⑥鐵夾
故答案為：①④⑤⑥；
（2）取m g樣品配制成500mL溶液，取20.00mLFAS溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，生成硫酸鋇質(zhì)量為wg，依據(jù)定量關(guān)系計(jì)算，
（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O～2SO₄^2-～2BaSO₄ ，
      1                        2
       n                       $\frac{w}{233}$mol
n=$\frac{w}{2×233}$mol，
則500mL溶液中為$\frac{w}{2×233}$mol×$\frac{500}{20}$，
FAS晶體純度的代數(shù)式：$\frac{392×25W}{2×233m}$×100%，
故答案為：$\frac{392×25W}{2×233m}$×100%；
（3）已知實(shí)驗(yàn)操作都正確，卻發(fā)現(xiàn)甲方案的測(cè)定結(jié)果總是小于乙方案，其可能的原因是Fe²⁺被空氣部分氧化，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述推測(cè)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：取少量FAS溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，說(shuō)明Fe²⁺已被空氣部分氧化，
故答案為：Fe²⁺被空氣部分氧化，取少量FAS溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，說(shuō)明Fe²⁺已被空氣部分氧化．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、滴定實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，注意結(jié)合題給信息和裝置特點(diǎn)及物質(zhì)的性質(zhì)分析，題目難度中等．