Question

【題目】摩爾鹽（ (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O）廣泛用于化學(xué)分析。溶于水，不溶于乙醇，在空氣中比硫酸亞鐵穩(wěn)定，有還原性�，F(xiàn)以廢鐵屑等為原料制備摩爾鹽，并對(duì)產(chǎn)品中相關(guān)離子進(jìn)行檢測(cè)。

（一）制備過(guò)程如下：

步驟1：將廢鐵屑置于熱的純堿溶液中，充分浸泡后過(guò)濾、洗滌。

步驟2：向步驟1的濾渣中加入適量稀硫酸，到剩余少量固體為止。過(guò)濾。

步驟3：向步驟2的濾液中加入稍過(guò)量的(NH4)2SO4飽和溶液。

步驟4：小火蒸發(fā)到有晶膜出現(xiàn)，停止加熱，冷卻后過(guò)濾。

步驟5：將步驟4的濾渣洗滌，干燥，得到產(chǎn)品。

回答下列問(wèn)題：

（1）步驟1中主要是利用純堿溶液的堿性除去油污。寫(xiě)出純堿溶液顯堿性的主要的離子方程式：__________________________________ 。

（2）步驟1中，也可以用傾析法代替過(guò)濾，操作如圖所示。下列適合用傾析法分離的是________

a．沉淀顆粒較大 b．沉淀容易沉降

c．沉淀呈膠狀 d．沉淀呈絮狀

（3）步驟4不直接蒸干的理由是___________________________________________。

（4）步驟5中，洗滌沉淀用的洗滌劑是_____________。

（二）產(chǎn)品中NH4+、Fe2+的檢測(cè)。

（5）NH4+的定性檢測(cè)：取少量產(chǎn)品于試管中，加水溶解，_______________________ ，證明樣品中含有NH4+（填操作及現(xiàn)象）。

（6）測(cè)定產(chǎn)品中Fe2+的含量：稱取10.0g產(chǎn)品，溶于水，加入足量NaOH溶液。過(guò)濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量。重復(fù)灼燒、冷卻、稱量，直到_______________為止。稱量固體質(zhì)量為2.0g。產(chǎn)品中Fe2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。

（7）己知Li2Ti5O15和Na2O2中都含有過(guò)氧鍵，Ti的化合價(jià)為＋4，Na2O2中含有一個(gè)過(guò)氧鍵，則Li2Ti5O15中過(guò)氧鍵的數(shù)目為__________。

Answer 1

【答案】CO32-+H2O HCO3-+OH- ab 提高產(chǎn)品的純度（或減少產(chǎn)品中的雜質(zhì)） 乙醇 向所得溶液中加入濃的氫氧化鈉溶液，加熱，產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體 最后兩次的質(zhì)量差不超過(guò)0.1克 14% 4

【解析】

（1）純堿水解呈堿性，且堿性主要來(lái)源于一級(jí)水解。

（2）傾析法是一種簡(jiǎn)易的固液分離方法，適用于沉淀顆粒較大，沉淀容易沉降的情形。

（3）由于摩爾鹽是由硫酸鹽鐵和硫酸銨的混合溶液加熱得到的，在加熱過(guò)程中易析出硫酸亞鐵、硫酸銨雜質(zhì)，故不直接蒸干是為了提高產(chǎn)品的純度（或減少產(chǎn)品中的雜質(zhì)）。

（4）由題中信息可知，摩爾鹽溶于水，不溶于乙醇，用水洗滌會(huì)降低產(chǎn)率，應(yīng)用乙醇洗滌。

（5）檢驗(yàn)NH4+的方法為向所得溶液中加入濃的氫氧化鈉溶液，加熱，置于試管口的濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則證明有NH4+。

（6）產(chǎn)品溶于水后與足量NaOH溶液反應(yīng)，并將固體洗滌灼燒，并重復(fù)灼燒、冷卻、稱量。直到最后兩次稱量質(zhì)量相等或相差不超過(guò)0.1克。

（7）根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零的原則列出方程根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零的原則列出方程即可解答。

（1）純堿水解呈堿性，且堿性主要來(lái)源于一級(jí)水解，離子方程式為CO32-+H2O HCO3-+OH-，故答案為：CO32-+H2O HCO3-+OH-。

（2）傾析法是一種簡(jiǎn)易的固液分離方法，適用于沉淀顆粒較大，沉淀容易沉降的情形，故ab正確，故選ab。

（3）由于摩爾鹽是由硫酸鹽鐵和硫酸銨的混合溶液加熱得到的，在加熱過(guò)程中易析出硫酸亞鐵、硫酸銨雜質(zhì)，故不直接蒸干是為了提高產(chǎn)品的純度（或減少產(chǎn)品中的雜質(zhì)），故答案為：提高產(chǎn)品的純度（或減少產(chǎn)品中的雜質(zhì)）。

（4）由題中信息可知，摩爾鹽溶于水，不溶于乙醇，用水洗滌會(huì)降低產(chǎn)率，應(yīng)用乙醇洗滌，故答案為：乙醇。

（5）檢驗(yàn)NH4+的方法為向所得溶液中加入濃的氫氧化鈉溶液，加熱，置于試管口的濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則證明有NH4+，故答案為：向所得溶液中加入濃的氫氧化鈉溶液，加熱，產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體。

（6）測(cè)定產(chǎn)品中Fe2+的含量時(shí)，產(chǎn)品溶于水后與足量NaOH溶液反應(yīng)，并將固體洗滌灼燒，并重復(fù)灼燒、冷卻、稱量，直到最后兩次稱量質(zhì)量相等或相差不超過(guò)0.1克，確保最終產(chǎn)物為Fe2O3，由題意可知最后得到2.0g固體，則其中鐵元素的質(zhì)量為2.0g×（56×2/56×2+16×3）=1.4g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，鐵元素全部來(lái)自產(chǎn)品中的Fe2+,故產(chǎn)品中的Fe2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（1.4g/10.0g）×100％=14％，故答案為：最后兩次的質(zhì)量差不超過(guò)0.1克；14%。

（7）設(shè)Li2Ti5O15的15個(gè)氧原子中-1價(jià)的氧有x個(gè)，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零的原則列出方程：1×2+4×5=x+2(15-x)，解得x=8，兩個(gè)-1價(jià)的氧原子構(gòu)成一個(gè)過(guò)氧基，因此Li2Ti5O15過(guò)氧鍵的數(shù)目為8/2=4，故答案為：4。