Question

A晶體是一種礬，溶于水可電離出三種離子．用A進(jìn)行如下實驗：
①準(zhǔn)確稱量3.92g晶體溶于適量的稀硫酸，配成100mL淺綠色溶液X
②取少量X于試管中滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再滴加氯水，溶液呈紅色
③取20.00mLX于錐形瓶中，用0.02mol/LKMnO₄溶液滴定（酸性KMnO₄被還原成Mn²⁺，Mn²⁺在溶液中幾乎呈無色），當(dāng)?shù)竭_(dá)終點(diǎn)時，用去KMnO₄溶液20.00mL
④取20.00mLX于試管中加入濃NaOH溶液加熱，生成的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)且恰好能被40.00mL0.10mol/LHCl溶液完全吸收
⑤另取20.00mLX向其中加入足量的BaCl₂溶液，將沉淀過濾、洗滌，反復(fù)烘干并稱量得1.00g．
試回答下列問題：
（1）本實驗的目的是______．
（2）把A溶于稀硫酸而不直接溶于水的原因是______．
（3）第③步操作中，對滴定管的使用主要有以下幾步：a用蒸餾水洗滌；b 必要操作；c裝入標(biāo)準(zhǔn)液；d 趕走尖嘴部分的氣泡；e 調(diào)節(jié)液面在“0或0刻度”以下．上述b步驟的必要操作是______；若無此步驟則會使該離子在A晶體中的含量______（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．
（4）第⑤步中證明沉淀洗凈的操作是______．
（5）此實驗中有一步設(shè)計錯誤，它是第______步（填編號），正確地設(shè)計應(yīng)為______．
（6）如果通過實驗測得3.92g晶體中含有的陰離子全部形成鋇鹽沉淀的質(zhì)量為4.66g，則A的化學(xué)式為______．

Answer 1

解：（1）依據(jù)題干信息和實驗步驟，結(jié)合（6）的要求分析，實驗?zāi)康氖浅恋鞟的組成；
故答案為：測定A晶體的組成；
（2）釩是硫酸鹽，配制淺綠色溶液為亞鐵離子的顏色；加入酸中溶解是為了抑制亞鐵離子的水解，避免亞鐵離子水解變渾濁；
故答案為：抑制Fe²⁺的水解；
（3）滴定管用待裝液潤洗2-3次，用0.02mol/LKMnO₄溶液滴定，高錳酸鉀溶液裝在酸式滴定管中，所以酸式滴定管需要用0.02mol/LKMnO₄溶液潤洗滴定管兩次；無此操作，直接裝液會稀釋高錳酸鉀溶液，反應(yīng)過程中消耗的標(biāo)準(zhǔn)液增大，c（待測）=；判斷結(jié)果偏高；
故答案為：用0.02mol/LKMnO₄溶液潤洗滴定管兩次；偏高；
（4）沉淀為硫酸鋇沉淀，是否洗凈的檢驗方法，可以利用洗出液中檢驗是否含有鋇離子檢驗，所以取洗出液少許，加入稀硫酸，弱無沉淀生成，則證明已經(jīng)洗凈，弱生成沉淀，則說明沒有洗凈；
故答案為：取最后的洗出液少許滴加稀硫酸，若無沉淀則證明已洗凈；
（5）第⑤步直接加入過量氯化鋇，沉淀會有其他離子干擾，不一定是硫酸鋇沉淀，所以應(yīng)先加入稀鹽酸排除其他離子的干擾，在加入過量氯化鋇溶液全部沉淀硫酸根離子生成硫酸鋇沉淀，過濾、洗滌后稱重；
故答案為：直接取一定量A向其中加入稀鹽酸，再加入足量的BaCl₂溶液，將沉淀過濾、洗滌，反復(fù)烘干并稱量沉淀的質(zhì)量．
（6）①準(zhǔn)確稱量3.92g晶體溶于適量的稀硫酸，配成100mL淺綠色溶液X，判斷溶液中含有亞鐵離子；A晶體是一種礬證明是硫酸鹽，溶解后溶液中含有硫酸根離子；
②取少量X于試管中滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再滴加氯水，溶液呈紅色，證明晶體中無三價鐵離子只含有亞鐵離子；
③取20.00mLX于錐形瓶中，用0.02mol/LKMnO₄溶液滴定（酸性KMnO₄被還原成Mn²⁺，Mn²⁺在溶液中幾乎呈無色），當(dāng)?shù)竭_(dá)終點(diǎn)時，用去KMnO₄溶液20.00mL；依據(jù)5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，定量關(guān)系計算亞鐵離子物質(zhì)的量為0.002mol；則100ml中 含有0.01mol；
④取20.00mLX于試管中加入濃NaOH溶液加熱，生成的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，證明含有銨根離子，且恰好能被40.00mL0.10mol/LHCl溶液完全吸收，發(fā)生反應(yīng)NH₃+HCl=NH₄Cl，則溶液中含銨根離子物質(zhì)的量為0.004mol；則100ml溶液中含NH₄⁺物質(zhì)的量為0.02mol；
通過實驗測得3.92g晶體中含有的陰離子全部形成鋇鹽沉淀的質(zhì)量為4.66g，通過以上分析判斷陰離子為硫酸根離子生成沉淀為硫酸鋇沉淀，計算含有硫酸根離子物質(zhì)的量為0.02mol；
3.92g晶體中含F(xiàn)e²⁺離子物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量為0.56g；NH₄⁺物質(zhì)的量為0.02mol，質(zhì)量為0.36g；SO₄^2-物質(zhì)的量0.02mol，質(zhì)量為1.92g；依據(jù)晶體質(zhì)量可知含結(jié)晶水的質(zhì)量=3.92g-0.56g-0.36g-1.92g=1.08g；物質(zhì)的量為0.06mol，則化學(xué)式為n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（SO₄^2-）：n（H₂O）=0.02：0.01：0.02：0.06=2：1：2：6，則化學(xué)式為：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O；
故答案為：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O；
分析：（1）依據(jù)實驗步驟分析判斷實驗?zāi)康氖浅恋砭�體組成；
（2）依據(jù)①②判斷鹽為釩是硫酸鹽，配制淺綠色溶液為亞鐵離子的顏色；加入酸中溶解是為了抑制亞鐵離子的水解；
（3）依據(jù)滴定實驗中 標(biāo)準(zhǔn)液裝入滴定管的操作分析，滴定管用待裝液潤洗2-3次；依據(jù)c（待測）=分析，標(biāo)準(zhǔn)液用量對結(jié)果的影響；
（4）驗證洗滌液中是否含有鋇離子證明；
（5）不能排除陰離子的干擾，依據(jù)硫酸根離子的檢驗方法進(jìn)行沉淀；
（6）依據(jù)實驗現(xiàn)象判斷含有銨根離子、亞鐵離子、硫酸根，結(jié)合滴定實驗數(shù)據(jù)和沉淀固體沉淀質(zhì)量計算各離子物質(zhì)的量寫出化學(xué)式；
點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)定量測定的實驗方法應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，質(zhì)量守恒的應(yīng)用，實驗現(xiàn)象的判斷，化學(xué)式的計算應(yīng)用主要考查亞鐵離子、銨根離子、硫酸根離子、釩的檢驗和理解，題目難度中等．