Question

19．淺綠色的硫酸亞鐵銨晶體[又名莫爾鹽（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]比綠礬（FeSO₄•7H₂O）更穩(wěn)定，常用于定量分析．莫爾鹽的一種實驗室制法如下：
廢鐵屑$\stackrel{清洗}{→}$$\stackrel{稀硫酸}{→}$溶液A$→_{適量水}^{（NH_{4}）_{2}SO_{4}晶體}$$\stackrel{操作1}{→}$$\stackrel{乙醇淋洗}{→}$莫爾鹽
（1）向廢鐵屑中加入稀硫酸后，并不等鐵屑完全溶解而是剩余少量時就進行過濾，其目的是防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺；
證明溶液A不含F(xiàn)e³⁺離子的最佳試劑是b（填序號字母）．
a．酚酞溶液      b．KSCN溶液     c．燒堿溶液     d．KMnO₄溶液
操作I的步驟是：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾．
（2）將莫爾鹽晶體放在托盤天平左盤進行稱量時，天平指針向右偏轉(zhuǎn)，說明砝碼重，樣品輕．
（3）為了測定所得莫爾鹽中Fe²⁺的含量，稱取4.0g莫爾鹽樣品，溶于水配成溶液并加入稀硫酸，用0.2mol/L的KMnO₄溶液進行滴定，到滴定終點時，消耗了KMnO₄溶液10.00mL．則樣品中Fe²⁺的質(zhì)量分數(shù)為14% （已知反應中MnO₄^-變?yōu)镸n²⁺）．
（4）從下列裝置中選取必要的裝置制�。∟H₄）₂SO₄溶液，連接的順序（用接口序號字母表示）是：a接d；e接f．將裝置C中兩種液體分離開的操作名稱是分液．裝置D的作用是吸收多余的氨氣，防止污染空氣，并防止倒吸．

Answer 1

分析 廢鐵屑加稀硫酸溶解，得到硫酸亞鐵溶液A，加硫酸銨晶體共同溶解，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻晶體、過濾、洗滌、干燥得到莫爾鹽，以此分析解答；
（1）Fe²⁺離子不穩(wěn)定，易被氧氣氧化為Fe³⁺離子，剩余少量鐵粉防止Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子；
檢驗三價鐵離子用KSCN溶液，如果含有三價鐵離子溶液呈紅色；
操作I是從溶液中獲得晶體，加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾；
（2）遵循“左物右碼”原則；
（3）Fe²⁺→Fe³⁺，鐵元素化合價升高1價；MnO₄^-+→Mn²⁺，錳元素降低5價，化合價升降最小公倍數(shù)為5，根據(jù)關(guān)系式5Fe²⁺～MnO₄^-，計算4g產(chǎn)品中Fe²⁺的物質(zhì)的量，進而計算Fe²⁺的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)定義計算；
（4）制取的氨氣與硫酸反應生成硫酸銨，剩余的氨氣用水吸收，分離互不相溶的液體的方法是：分液；氨氣有刺激性氣味，污染空氣，用水吸收多余的氨氣防止污染空氣，加倒置的漏斗防止倒吸．

解答 解：廢鐵屑加稀硫酸溶解，得到硫酸亞鐵溶液A，加硫酸銨晶體共同溶解，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻晶體、過濾、洗滌、干燥得到莫爾鹽；
（1）Fe²⁺離子不穩(wěn)定，易被氧氣氧化為Fe³⁺離子，剩余少量鐵粉防止Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子；
檢驗三價鐵離子用KSCN溶液，如果含有三價鐵離子溶液呈紅色；
操作I是從溶液中獲得晶體，加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾，
故答案為：防止Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子；b；冷卻結(jié)晶；
（2）遵循“左物右碼”原則，藥品應放置在左盤內(nèi)，將莫爾鹽晶體放在托盤天平左盤進行稱量時，天平指針向右偏轉(zhuǎn)，說明砝碼重，樣品輕，
故答案為：砝碼重，樣品輕；
（3）測定摩爾鹽產(chǎn)品中Fe²⁺的含量，采用在酸性條件下KMnO₄標準液滴定，F(xiàn)e²⁺→Fe³⁺，鐵元素化合價升高1價；MnO₄^-+→Mn²⁺，錳元素降低5價，化合價升降最小公倍數(shù)為5，故Fe²⁺+系數(shù)為5，MnO₄^- 系數(shù)為1，根據(jù)元素守恒可知Mn²⁺與Fe³⁺系數(shù)分別為1、5，根據(jù)電荷守恒可知缺項為H⁺，H⁺其系數(shù)為2+3×5-[2×5-1]=8，根據(jù)H元素守恒可知H₂O系數(shù)是4，所以反應離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
設(shè)4g產(chǎn)品中Fe²⁺的物質(zhì)的量為xmol，則：
5Fe²⁺～～～～～～MnO₄^-，
5                 1
xmol       0.01L×0.2mol/L
x=$\frac{0.01L×0.2mol/L×5}{1}$=0.01mol，
所以4g產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量0.01mol×56g/mol=0.56g，所以4g產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{0.56g}{4g}$×100%=14%，
故答案為：14%；
（4）制取的氨氣與硫酸反應生成硫酸銨，剩余的氨氣用水吸收，故連接順序為a→d→e→f，分離互不相溶的液體的方法是：分液；氨氣有刺激性氣味，污染空氣，用水吸收多余的氨氣防止污染空氣，加倒置的漏斗防止倒吸，
故答案為：d、e、f；分液；吸收多余的NH₃防止污染空氣，防止倒吸．

點評 本題考查化學工藝流程、鹽類水解、化學實驗等，難度中等，需要學生具有扎實的基礎(chǔ)與運用知識分析解決問題的能力，注意基礎(chǔ)知識的理解掌握．