Question

8．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組制備硫酸亞鐵銨晶體并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測定其組成，他們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：
I．向FeSO₄溶液中加入飽和（NH₄）₂SO₄溶液，經(jīng)過“一系列操作”后得到一種淺藍(lán)綠色的硫酸亞鐵銨晶體，這種晶體俗名“摩爾鹽”，它比綠礬（FeSO₄•7H₂O）要穩(wěn)定得多．將此摩爾鹽低溫烘干后，稱取7.84g加熱至100℃失去全部結(jié)晶水，質(zhì)量變?yōu)?.68g
II．選擇如圖所示的部分裝置連接起來，檢查氣密性后，將上述5.68g固體放入A裝置的錐形瓶中，再向錐形瓶中加入足量NaOH濃溶液，充分吸收產(chǎn)生的氣體并測出氣體質(zhì)量為0.68g．

III．向A中加入適量3%的H₂O₂溶液，充分振蕩后濾出沉淀，洗凈、干燥、灼燒后，測得其質(zhì)量為1.6g．
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)I中，要檢驗(yàn)FeSO₄溶液中是否含有Fe³⁺常用的試劑是KSCN溶液，“一系列操作”依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾．
（2）實(shí)驗(yàn)II中，選擇的裝置是A接C接D（填代號），A裝置中未使用分液漏斗的理由是NaOH溶液對分液漏斗活塞、旋塞的磨口腐蝕性強(qiáng)．
（3）向錐形瓶中加入NaOH溶液的操作方法是打開止水夾，緩慢推壓注射器活塞，吸收A中產(chǎn)生的氣體所用試劑應(yīng)是H₂SO₄溶液，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為保證A中產(chǎn)生的氣體被完全吸收，以準(zhǔn)確測量其質(zhì)量，他們在A中反應(yīng)停止后再進(jìn)行的操作是用注射器向A中注入空氣，使裝置中的氨氣全部進(jìn)入吸收液．
（4）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，7.84g摩爾鹽中SO₄^2-的質(zhì)量為3.84g，摩爾鹽中n（NH${\;}_{4}^{+}$）：n（Fe²⁺）：（SO${\;}_{4}^{2-}$）：n（H₂O）=2：1：2：6．

Answer 1

分析 （1）可用KSCN檢驗(yàn)Fe³⁺，由溶液制備晶體，可進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作；
（2）莫爾鹽與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氨氣，可用稀硫酸吸收，注意防止倒吸，氫氧化鈉具有強(qiáng)腐蝕性，可與二氧化硅反應(yīng)；
（3）加入氫氧化鈉溶液時(shí)，應(yīng)先打開止水夾，緩慢推壓注射器活塞，用稀硫酸吸收氨氣，為保證氣體完全吸收，可用注射器向A中注入空氣；
（4）由題給數(shù)據(jù)可知7.84g摩爾鹽中m（H₂O）=7.84g-5.68g=2.16g，生成的m（NH₃）=0.68g，m（Fe₂O₃）=1.6g，以此可確定SO₄^2-的質(zhì)量以及n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（（SO₄^2-）：n（H₂O）的比值．

解答 解：（1）可用KSCN檢驗(yàn)Fe³⁺，如含F(xiàn)e³⁺，則加入KSCN，溶液變?yōu)檠�紅色，由溶液制備晶體，可進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作，
故答案為：KSCN溶液；蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；
（2）莫爾鹽與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氨氣，生成氨氣先用堿石灰干燥，以除去水，然后用稀硫酸在D裝置內(nèi)吸收氨氣，以防止倒吸，氫氧化鈉具有強(qiáng)腐蝕性，可與二氧化硅反應(yīng)，則可用注射器加入氫氧化鈉溶液，
故答案為：C、D； NaOH溶液對分液漏斗活塞、旋塞的磨口腐蝕性強(qiáng)；
（3）加入氫氧化鈉溶液時(shí)，應(yīng)先打開止水夾，緩慢推壓注射器活塞，用稀硫酸吸收氨氣，為保證氣體完全吸收，可用注射器向A中注入空氣，使裝置中的氨氣全部進(jìn)入吸收液，
故答案為：打開止水夾，緩慢推壓注射器活塞；H₂SO₄溶液；用注射器向A中注入空氣，使裝置中的氨氣全部進(jìn)入吸收液；
（4）由題給數(shù)據(jù)可知7.84g摩爾鹽中m（H₂O）=7.84g-5.68g=2.16g，n（H₂O）=$\frac{2.16g}{18g/mol}$=0.12mol，
生成的m（NH₃）=0.68g，m（Fe₂O₃）=1.6g，
則n（NH₃）=$\frac{0.68g}{17g/mol}$=0.04mol，n（Fe₂O₃）=$\frac{1.6g}{160g/mol}$=0.01mol，
則m（NH₄⁺）=0.04mol×18g/mol=0.72g，m（Fe²⁺）=0.02mol×56g/mol=1.12g，
則m（SO₄^2-）=7.84g-2.16g-0.72g-1.12g=3.84g，
n（SO₄^2-）=$\frac{3.84g}{96g/mol}$=0.04mol，
所以n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（（SO₄^2-）：n（H₂O）=0.04mol：0.02mol：0.04mol：0.12mol=2：1：2：6，
故答案為：3.84；2：1：2：6．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的含量測定，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�題目難度中等，注意把握相關(guān)實(shí)驗(yàn)基本方法和注意事項(xiàng)．