硫酸亚铁铵又称莫尔盐.是浅绿色晶体．它在空气中比一般亚铁盐稳定.是常用的Fe2+试剂．某实验小组利用工业废铁屑制取莫尔盐.并测定其组成.他们进行了以下实验．Ⅰ．莫尔盐的制取.请回答下列问题．(1)废铁屑中含氧化铁.无需在制备前除去.理由是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O.Fe+2Fe3+=3Fe2+.实验前都需将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．硫酸亚铁铵又称莫尔盐，是浅绿色晶体．它在空气中比一般亚铁盐稳定，是常用的Fe²⁺试剂．某实验小组利用工业废铁屑制取莫尔盐，并测定其组成，他们进行了以下实验．
Ⅰ．莫尔盐的制取，请回答下列问题．

（1）废铁屑中含氧化铁，无需在制备前除去，理由是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺（用离子方程式回答），实验前都需将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸，倾倒出液体，用水洗净铁屑．从以下仪器中选择组装，完成该操作必需的仪器有①②④⑤⑦（填编号）．
①铁架台 ②玻璃棒 ③广口瓶 ④石棉网 ⑤烧杯 ⑥漏斗 ⑦酒精灯
（2）步骤2中加热方式水浴加热（填“直接加热”﹑“水浴加热”或“沙浴”）；必须在铁屑少量剩余时，进行热过滤，其原因是防止Fe²⁺被氧化，同时热过滤可防止硫酸亚铁以晶体形式析出
II．莫尔盐组成的测定
①将摩尔盐低温烘干后，称取7.84g加热至100℃失去结晶水，质量变为5.68g．
②选择图所示的部分装置连接起来，检查气密性后，将上述5.68g固体放入A装置的锥形瓶中，再向锥形瓶中加入足量NaOH浓溶液，充分吸收产生的气体并测出气体质量为0.68g．
③向A中加入适量3%的H₂ O₂ 溶液，充分振荡后滤出沉淀，洗净、干燥、灼烧后，测得其质量为1.6g．

根据上述实验回答下列问题．
（3）步骤②中，选择的装置是A接C接D（填代号），A装置中未使用分液漏斗的理由是NaOH溶液对分液漏斗活塞、旋塞的磨口腐蚀性强．
（4）根据上述实验数据计算，摩尔盐中n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（SO${\;}_{4}^{2-}$）：n（H₂O）=2：1：2：6．

分析（1）从滤液到得到晶体需要加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥等过程；步骤是溶液的加热和过滤，结合加热与过滤基本操作选择仪器；
（2）水浴加热便于控制温度；亚铁离子易被氧化，少量铁还原氧化生成的Fe³⁺；FeSO₄在温度低时溶解度较小；
（3）莫尔盐与氢氧化钠溶液反应生成氨气，可用稀硫酸吸收，注意防止倒吸，氢氧化钠具有强腐蚀性，可与二氧化硅反应；
（4）由题给数据可知7.84g摩尔盐中m（H₂O）=7.84g-5.68g=2.16g，生成的m（NH₃）=0.68g，m（Fe₂O₃）=1.6g，以此可确定SO₄^2-的质量以及n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（（SO₄^2-）：n（H₂O）的比值．

解答解：（1）废铁中含氧化铁，无需制备前除去，因最终溶液是FeSO₄溶液，氧化铁和硫酸生成硫酸铁、铁和硫酸铁生成硫酸亚铁，离子方程式为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，步骤是溶液的加热和过滤，需要的仪器有：铁架台、烧杯、玻璃棒、酒精灯、石棉网，故不需要广口瓶、漏斗，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；①②④⑤⑦；
（2）步骤二实验需要温度为：70～75℃，采用水浴加热便于控制温度；亚铁离子易被氧化，少量铁可还原氧化生成的Fe³⁺，减少产物中的Fe³⁺杂质，如果不趁热过滤就会有FeSO₄•7H₂O析出；
故答案为：水浴加热；防止Fe²⁺被氧化，同时热过滤可防止硫酸亚铁以晶体形式析出；
（3）莫尔盐与氢氧化钠溶液反应生成氨气，生成氨气先用碱石灰干燥，以除去水，然后用稀硫酸在D装置内吸收氨气，以防止倒吸，氢氧化钠具有强腐蚀性，可与二氧化硅反应，则可用注射器加入氢氧化钠溶液，
故答案为：C；D； NaOH溶液对分液漏斗活塞、旋塞的磨口腐蚀性强；
（4）由题给数据可知7.84g摩尔盐中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，
则n（NH₃）=$\frac{0.68g}{17g/mol}$=0.04mol，n（Fe₂O₃）=$\frac{1.6g}{160g/mol}$=0.01mol，
则m（NH₄⁺）=0.04mol×18g/mol=0.72g，m（Fe²⁺）=0.02mol×56g/mol=1.12g，
则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，
故答案为：2：1：2：6．

点评本题考查物质的含量测定，侧重于学生的分析能力、计算能力和实验能力的考查，题目难度中等，注意把握相关实验基本方法和注意事项．

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16．工业制硫酸时，利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是一个关键的步骤．

（1）一定条件下，SO₂可发生反应：SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?SO₃（g）△H=-98kJ•mol^-1．
①某温度下，在100L的恒容密闭容器中开始加入4.0mol SO₂（g）和10.0mol O₂（g），当反应达到平衡时共放出热量196kJ，该温度下平衡常数K=$\frac{10}{3}$（用分数表示）．
②上述反应按照相同的物质的量投料，测得SO₂在不同温度下的平衡转化率a%与压强的关系如图1所示．下列说法正确的是ABCD（填序号）．
A．温度：T₃＞T₂＞T₁
B．正反应速率：v（c）＞v（a），v（b）＞v（d）
C．平衡常数：K（a）＞k（c），K（b）=K（d）
D．平均摩尔质量：M（a）＞M（c），M（b）＞M（d）
③上述反应达平衡后，保持温度和容器的压强不变，若再通入一定量SO₃（g），则SO₂的体积分数不变（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（2）某人设想以如图2所示装置用电化学原理模拟生产硫酸：
①通入O₂的电极是正极．
②写出通入SO₂的电极的电极反应式：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺
③若此过程中转移了0.2mol电子，则质子膜两侧电解液的质量变化差（△m左-△m右）为4.4g（忽略气体的溶解）．

13．现有如下各实验：A．将1gKCl加入10g沸腾的水中； B．将1g可溶性淀粉加入到100g水中，搅拌均匀后煮沸；C．将1gCaCO₃粉末加入100g水中充分振荡； D．将0.1g植物油加入发哦10g水中，充分振荡混匀；E．将96mL乙酸与5mL水充分混合．
上述实验中所得到的分散系，属于溶液的有AE，属于胶体的是B，属于浊液的是CD．

20．三草酸合铁酸钾晶体K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O可用于摄影和蓝色印刷；已知草酸受热易分解产生CO₂和CO．某小组将无水三草酸合铁酸钾按如图所示装置进行实验：

（1）若实验中，观察到B、E中溶液均变浑浊，则D中的现象是溶液褪色或变浅．
（2）你认为该实验设计还需要如何改进（请至少写出两处）①在AB装置之间加一个防倒吸装置；②在C装置后增加二氧化碳是否除净的检验装置（澄清石灰水）；最后缺少尾气处理装置．
（3）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃．验证固体产物中钾元素存在的方法是利用焰色反应，现象是透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰．
（4）固体产物中铁元素存在形式的探究． ①提出合理假设：
假设1：只有Fe；假设2：只有FeO；假设3：含有Fe和FeO
②设计实验方案并实验验证
步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水溶解，过滤分离出不溶固体．
步骤2：取少量上述不溶固体放人试管中，加入足量CuSO₄溶液，充分振荡．若固体无明显变化，则假设2成立；若有暗红色固体生成，则反应的离子方程式为Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；．
步骤3：取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量HCl，振荡后静置．若溶液基本无色，则假设1成立；若溶液呈浅绿色，则假设3成立．
（5）拓展与延伸
有资料介绍“在含Fe²⁺的溶液中，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈红色；若再滴加过量氯水，却发现红色褪去”．假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的FeO₄^2-，试写出该反应的离子方程式2Fe³⁺+8H₂O+3Cl₂=2FeO₄^2-+16H⁺+6Cl^-．

10．可以用来鉴别甲烷和乙烯，还可以用来除去甲烷中乙烯的操作方法的是（　　）

	A．	将混合气体通过盛有酸性KMnO₄溶液的洗气瓶
	B．	将混合气体通过盛有适量溴水的洗气瓶
	C．	将混合气体中通入氢气，在Ni催化加热的条件下反应
	D．	将混合气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶

17．进行过滤操作应选用的一组仪器是（　　）

	A．	烧杯、酒精灯、试管、铁架台（铁圈）、漏斗
	B．	烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台（铁圈）、滤纸
	C．	滤纸、烧杯、试管夹、漏斗、玻璃棒
	D．	滤纸、试管、漏斗、铁架台（铁圈）、玻璃棒

14．在浓度均为0.1mol/L的Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液中，下列关系正确的是（　　）

	A．	c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
	B．	c（Na⁺）-[c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）]=c（OH^-）-c（H⁺）
	C．	c（Na⁺）：[c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）]=2：3
	D．	c（HCO₃^-）+2c（H⁺）+3c（H₂CO₃）=c（CO₃^2-）+2c（OH^-）

15．下列各组离子在透明溶液中能大量共存的是（　　）

	A．	K⁺、Cu²⁺、Na⁺、Cl^-		B．	H⁺、Na⁺、NO₃^-、CO₃^2-
	C．	Ba²⁺、H⁺、NO₃^-、SO₄^2-		D．	Mg²⁺、Na⁺、OH^-、SO₄^2-

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