Question

【題目】某結(jié)晶水合物含有CO32-、SO42-、SO32-、Fe2+、Fe3+、NH4+、Ba2+中的三種離子，實(shí)驗(yàn)小組為確定其化學(xué)式做了如下實(shí)驗(yàn)：

①準(zhǔn)確稱取6.125g樣品，配制成250.00mL溶液X。

②取20.00mL溶液X，加入足量鹽酸，無(wú)明顯現(xiàn)象；再加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀；將沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥至恒重，得白色固體0.5825g。

③取20.00mL溶液X，加入適量稀硫酸酸化后，用0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，重復(fù)滴定三次，測(cè)得消耗KMnO4溶液體積的平均值為25.00mL。

④設(shè)計(jì)如圖所示的裝置，取20.00mL溶液Ⅹ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前后B裝置增重0.04250g。

⑤取少量溶液X，滴加0.1 mol ·L-1 KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，再向其中滴加0.1mol·L-1AgNO3溶液，有白色沉淀生成。

回答下列問(wèn)題；

(1)完成實(shí)驗(yàn)①所需要的玻璃儀器有；燒杯、玻璃棒、量筒、____________________。

(2)實(shí)驗(yàn)③達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是________________________________________。

(3)實(shí)驗(yàn)④的反應(yīng)結(jié)束后，打開(kāi)止水夾通入N2的作用是_________________________。

(4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算該結(jié)晶水合物的化學(xué)式為_________________________。

(5)某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn) AgSCN為白色難溶物，Ag+可以氧化SCNˉ和Fe2+。為探究SCNˉ和Fe2+的還原性強(qiáng)弱，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。

先斷開(kāi)電鍵K，向溶液X中滴加0.1 mol ·L-1 KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明_____________；閉合電鍵K后，若觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有溶液X逐漸變紅、右邊石墨電極上有固體析出、電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，據(jù)此得出的結(jié)論是_____________，溶液變紅的原因是___________(用離子方程式表示)，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是_______________。

Answer 1

【答案】 250mL容量瓶、膠頭滴管 當(dāng)最后一滴KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入時(shí)，溶液顏色變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘內(nèi)不再發(fā)生變化 使錐形瓶中產(chǎn)生的氨氣完全進(jìn)入B裝置中被稀硫酸吸收 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 溶液中無(wú)Fe3+ Fe2+的還原性強(qiáng)于SCN- Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 氧化性、還原性離子不直接接觸。避免發(fā)生沉淀反應(yīng)而導(dǎo)致離子濃度降低

【解析】（1）準(zhǔn)確稱取6.125g樣品，配制成250.00mL溶液X時(shí)，用燒杯溶解藥品，用托盤(pán)天平稱量藥品，用膠頭滴管定容，需要用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、量筒、250mL容量瓶、膠頭滴管；(2)實(shí)驗(yàn)③用0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是當(dāng)最后一滴KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入時(shí)，溶液顏色變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘內(nèi)不再發(fā)生變化；(3)實(shí)驗(yàn)④的反應(yīng)結(jié)束后，打開(kāi)止水夾通入N2，使錐形瓶中產(chǎn)生的氨氣完全進(jìn)入B裝置中被稀硫酸吸收；（4）②取20.00mL溶液X，加入足量鹽酸，無(wú)明顯現(xiàn)象說(shuō)明不含CO32-、SO32-；再加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀說(shuō)明含有SO42-，不含Ba2+；將沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥至恒重，得白色固體硫酸鋇0.5825g，即，則250.00mL溶液X中含n(SO42-)=，m(SO42-)=，③取20.00mL溶液X，加入適量稀硫酸酸化后，用0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，重復(fù)滴定三次，測(cè)得消耗KMnO4溶液體積的平均值為25.00mL，根據(jù)反應(yīng)MnO4-+ 5Fe2++8H+=Mn2++ 5Fe3++4H2O可知，則250.00mL溶液X中含n(Fe2+)=，m(Fe2+)=，④設(shè)計(jì)如圖所示的裝置，取20.00mL溶液Ⅹ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前后B裝置增重0.04250g，則n(NH4+)= n(NH3)=，m(NH4+)=，故所含結(jié)晶水的質(zhì)量為6.125g-3.00g-0.875g-0.5625g=1.6875g，n(H2O)=，n(NH4+)：n(Fe2+)：n(SO42-)：n(H2O)=，故該結(jié)晶水合物的化學(xué)式為(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；(5) 先斷開(kāi)電鍵K，向溶液X中滴加0.1 mol ·L-1 KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明溶液中無(wú)Fe3+；閉合電鍵K后，若觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有溶液X逐漸變紅、右邊石墨電極上有固體析出、電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，據(jù)此得出的結(jié)論是Fe2+的還原性強(qiáng)于SCN-，溶液變紅的原因是Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是氧化性、還原性離子不直接接觸。避免發(fā)生沉淀反應(yīng)而導(dǎo)致離子濃度降低。