Question

7．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（硫酸亞鐵銨的結晶水合物）是重要的化工原料和化學試劑，在空氣中長期放置會被氧化而變質．某課題小組為了探究莫爾鹽的分解產物，開展了如下實驗：

（1）甲同學設計如下實驗檢驗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O分解的部分產物．裝置A的氣密性的檢查方法是將裝置A與導管相連，將該導管插入水中，后采用微熱（手捂、熱毛巾捂、酒精燈微熱等），使裝置內的氣體膨脹．觀察插入水中的導管是否有氣泡．停止微熱后，導管是否出現水柱．
已知：五氧化二磷是酸性干燥劑，假設干燥管中試劑均足量．
①B裝置的作用是除去NH₃．
②M干燥管中所放的藥品是堿石灰．
（2）檢驗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O是否變質的試劑是KSCN（填化學式）；檢驗是否完全變質的實驗方法是取少量樣品于試管中，加入適量蒸餾水，振蕩充分溶解，再滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紫色溶液變淺，則說明樣品未完全變質；若紫色溶液不變色，說明樣品已完全變質．
（3）實驗室常用（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O標準溶液測定過二硫酸銨[（NH₄）₂S₂O₈]的純度（過二硫酸銨的相對分子量為238，滴定反應的離子方程式為：S₂O₈^2-+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2SO₄^2-）．取w g過二硫酸銨樣品溶于蒸餾水配制成250mL 溶液．準確量取20，.00mL配制的溶液于錐形瓶中，用c mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標準溶液滴定至終點，重復進行三次平行實驗，測得有關數據如表所示：

實驗序號	起始讀數/mL	終點讀數/mL
Ⅰ	2.50	22.58
Ⅱ	1.00	23.12
Ⅲ	0.00	19.92

①完成上述實驗需要準確量取20.00mL過二硫酸銨溶液，所用儀器的名稱是酸式滴定管或移液管．
②根據上述數據計算，樣品的純度為$\frac{c×20×1{0}^{-3}×\frac{1}{2}÷\frac{250}{20}×238}{W}$×100%（用含w、c的代數式表示）．

Answer 1

分析 （1）裝置A的氣密性的檢查方法是連接裝置后密閉裝置，利用壓強變化和液面變化分析設計檢驗方法；
①B中五氧化二磷是吸收生成的氨氣；
②M干燥管中堿石灰防止污染氣體進入空氣；
（2）檢驗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O是否變質是檢驗是否存在鐵離子；完全變質的檢驗方法是利用亞鐵離子的還原性，利用高錳酸鉀溶液顏色變化設計檢驗；
（3）①過二硫酸銨具有氧化性；
②第二次實驗數據誤差較大應舍去，計算平均消耗溶液體積，結合化學方程式定量關系計算；

解答 解：（1）甲同學設計如下實驗檢驗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O分解的部分產物．裝置A的氣密性的檢查方法是：將裝置A與導管相連，將該導管插入水中，后采用微熱（手捂、熱毛巾捂、酒精燈微熱等），使裝置內的氣體膨脹．觀察插入水中的導管是否有氣泡．停止微熱后，導管是否出現水柱，
故答案為：將裝置A與導管相連，將該導管插入水中，后采用微熱（手捂、熱毛巾捂、酒精燈微熱等），使裝置內的氣體膨脹．觀察插入水中的導管是否有氣泡．停止微熱后，導管是否出現水柱；
①五氧化二磷是酸性干燥劑，可以吸收生成的氨氣，
故答案為：除去NH₃；
  ②分解生成的氣體不能排放，通過M中堿石灰吸收防止污染空氣，
故答案為：堿石灰；
（2）檢驗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O是否變質的試劑是KSCN溶液，若變質生成鐵離子，加入KSCN溶液會變紅色，檢驗是否完全變質的實驗方法是利用亞鐵離子的還原性，取少量樣品于試管中，加入適量蒸餾水，振蕩充分溶解，再滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紫色溶液變淺，則說明樣品未完全變質；若紫色溶液不變色，說明樣品已完全變質，
故答案為：KSCN； 取少量樣品于試管中，加入適量蒸餾水，振蕩充分溶解，再滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紫色溶液變淺，則說明樣品未完全變質；若紫色溶液不變色，說明樣品已完全變質；
（3）①滴定反應的離子方程式為：S₂O₈^2-+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2SO₄^2-，反應可知過二硫酸銨具有強氧化性，所以準確量取20.00mL過二硫酸銨溶液，所用儀器的名稱是酸式滴定管或移液管，
故答案為：酸式滴定管或移液管；
②第二次實驗數據誤差較大應舍去，計算平均消耗溶液體積=$\frac{22.58-2.50+19.92}{2}$ml=20ml，
                  S₂O₈^2-+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2SO₄^2-
                 1              2
               n              cmol/L×20×10^-3L
n=c×20×10^-3×$\frac{1}{2}$mol，
250ml溶液中含過二硫酸銨c×20×10^-3×$\frac{1}{2}$mol×$\frac{250}{25}$，
則過二硫酸銨[（NH₄）₂S₂O₈]的純度=$\frac{c×20×1{0}^{-3}×\frac{1}{2}÷\frac{250}{20}×238}{W}$×100%，
故答案為：$\frac{c×20×1{0}^{-3}×\frac{1}{2}÷\frac{250}{20}×238}{W}$×100%．

點評 本題考查了物質組成的實驗探究、物質性質、滴定實驗、化學反應定量計算等，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等