Question

4．某化學(xué)興趣小組擬用圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色．提供化學(xué)藥品：鐵粉、稀硫酸、氫氧化鈉溶液．
（1）稀硫酸應(yīng)放在1中（填寫(xiě)儀器編號(hào)）．
（2）本實(shí)驗(yàn)通過(guò)控制A、B、C三個(gè)開(kāi)關(guān)，將儀器中的空氣排盡后，再關(guān)閉開(kāi)關(guān)AC、打開(kāi)開(kāi)關(guān)B就可觀察到氫氧化亞鐵的顏色．試分析實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)排盡裝置中空氣的理由防止生成的氫氧化亞鐵被氧化．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)為防止儀器2中鐵粉通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入儀器3中，可采取的措施是在儀器2底部放上一塊吸鐵石（或?qū)㈣F粉改成鐵釘）．
（4）在FeSO₄溶液中加入（NH₄）₂SO₄固體可制備硫酸亞鐵銨晶體[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]（式量為392），該晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇．
①為洗滌（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O粗產(chǎn)品，下列方法中最合適的是D．
A．用冷水洗                          
B．先用冷水洗，后用無(wú)水乙醇洗
C．用30%的乙醇溶液洗                
D．用90%的乙醇溶液洗
②為了測(cè)定產(chǎn)品的純度，稱取a g產(chǎn)品溶于水，配制成500mL溶液，用濃度為c mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定．每次所取待測(cè)液體積均為25.00mL，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	第一次	第二次	第三次
消耗高錳酸鉀溶液體積/mL	25.52	25.02	24.98

則該產(chǎn)品純度為$\frac{980c}{a}$×100%．上表中第一次實(shí)驗(yàn)中記錄數(shù)據(jù)明顯大于后兩次，其原因可能是BC．
A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)俯視刻度線讀取滴定終點(diǎn)時(shí)酸性高錳酸鉀溶液的體積
B．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無(wú)氣泡
C．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤(rùn)洗過(guò)，后兩次未潤(rùn)洗
D．該酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液保存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有部分變質(zhì)，濃度降低．

Answer 1

分析 用右圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色．提供化學(xué)藥品：鐵粉、稀硫酸、氫氧化鈉溶液，結(jié)合裝置分析可知，開(kāi)啟BC，關(guān)閉A，需要在三頸瓶2中加入鐵單質(zhì)，分液漏斗中是稀硫酸，利用反應(yīng)生成氫氣排凈裝置中的空氣，可以收集C處的氣體檢驗(yàn)是否是純凈的氫氣，將儀器中的空氣排盡后，然后關(guān)閉B，開(kāi)啟AC，利用生成的氫氣在裝置2中壓強(qiáng)增大，把硫酸亞鐵溶液壓入裝置3的氫氧化鈉溶液中，反應(yīng)生成白色氫氧化亞鐵白色沉淀，可觀察到氫氧化亞鐵的顏色為白色沉淀，
（1）分析可知分液漏斗中為稀硫酸，和裝置2中的鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）結(jié)合裝置分析可知，開(kāi)啟BC，關(guān)閉A，需要在三頸瓶2中加入鐵單質(zhì)，分液漏斗中是稀硫酸，利用反應(yīng)生成氫氣排凈裝置中的空氣，可以收集C處的氣體檢驗(yàn)是否是純凈的氫氣，將儀器中的空氣排盡后，然后關(guān)閉B，開(kāi)啟AC，利用生成的氫氣在裝置2中壓強(qiáng)增大，把硫酸亞鐵溶液壓入裝置3的氫氧化鈉溶液中，反應(yīng)生成白色氫氧化亞鐵白色沉淀，防止生成的氫氧化亞鐵被空氣中的氧氣氧化；
（3）在儀器2底部放上一塊吸鐵石，可防止儀器2中鐵粉通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入儀器3中；
（4）①依據(jù)該晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇分析，洗滌不能溶解產(chǎn)品，不能引入新的雜質(zhì)；
②依據(jù)反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算亞鐵離子物質(zhì)的量，得到（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O的質(zhì)量，計(jì)算純度，高錳酸鉀溶液的體積第一次誤差較大，應(yīng)舍去；
A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)俯視刻度線讀取滴定終點(diǎn)時(shí)酸性高錳酸鉀溶液的體積，液面被提高，讀取體積減��；
B．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無(wú)氣泡測(cè)定溶液體積增大；
C．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤(rùn)洗過(guò)，后兩次未潤(rùn)洗，待裝液潤(rùn)洗會(huì)增多消耗高錳酸鉀溶液的體積，測(cè)定結(jié)果增大；
D．三次使用的高錳酸鉀都是一樣的，消耗的高錳酸鉀體積應(yīng)是相同的．

解答 解：（1）此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽錃溲趸瘉嗚F，先用鐵和稀硫酸反應(yīng)制備硫酸亞鐵，此反應(yīng)在裝置2中進(jìn)行，稀硫酸是溶液，應(yīng)盛放在分液漏斗中，即應(yīng)盛放在1處；
故答案為：1；
（2）打開(kāi)B、C，關(guān)閉A，利用裝置2中產(chǎn)生的氫氣，把裝置3中的空氣排盡，使裝置處于還原氛圍，然后關(guān)閉B，打開(kāi)A，產(chǎn)生氣體壓強(qiáng)增大，把產(chǎn)生的FeSO₄，壓入到裝置3中，產(chǎn)生Fe（OH）₂，氫氧化亞鐵溶液被空氣中的氧氣所氧化，生成氫氧化鐵，對(duì)氫氧化亞鐵顏色的觀察產(chǎn)生干擾，所以要排除裝置中的空氣，防止生成的氫氧化亞鐵被氧化；
故答案為：B；AC；防止生成的氫氧化亞鐵被氧化；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)為防止儀器2中鐵粉通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入儀器3中，可采取的措施是，將鐵粉換成鐵塊或鐵釘，可以防止儀器2中鐵粉通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入儀器3中；
故答案為：在儀器2底部放上一塊吸鐵石（或?qū)㈣F粉改成鐵釘）；
（4）①因?yàn)榱蛩醽嗚F銨易溶于水，不溶于乙醇，應(yīng)該用乙醇洗滌，減少硫酸亞鐵銨的溶解，同時(shí)利用乙醇和水互溶，從而達(dá)到洗滌的要求，故選D；
故答案為：D；
②因?yàn)榈谝淮闻c第二次、第三次相差較大，忽略不計(jì)，消耗高錳酸鉀溶液的體積為（25.02+14.98）÷2ml=25mL，根據(jù)離子反應(yīng)方程式，得出：n[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]=5n（KMnO₄）=25×10^-3×c×5mol，則500mL溶液中含有n[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]=25×10^-3×c×5×500/25mol=2.5cmol，
所以質(zhì)量分?jǐn)?shù)=2.5c×$\frac{392}{a}$×100%=$\frac{980c}{a}$×100%，
A、俯視讀數(shù)，造成所讀的數(shù)偏小，故錯(cuò)誤；
B、滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無(wú)氣泡，所消耗的液體體積增加，故正確；
C、錐形瓶用待測(cè)液潤(rùn)洗，待測(cè)液的物質(zhì)的量增加，則消耗高錳酸鉀的體積增加，故正確；
D、三次使用的高錳酸鉀都是一樣的，消耗的高錳酸鉀體積應(yīng)是相同的，故錯(cuò)誤；
故答案為：$\frac{980c}{a}$×100%；BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氫氧化亞鐵制備的非常規(guī)制備方法和實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析判斷，滴定實(shí)驗(yàn)的注意問(wèn)題和計(jì)算應(yīng)用，注意掌握物質(zhì)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．