题目内容
某化学实验小组制备硫酸亚铁铵晶体并设计实验测定其组成,他们进行了以下实验。
Ⅰ.向FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过“一系列操作”后得到一种浅蓝绿色的硫酸亚铁铵晶体,这种晶体俗名“摩尔盐”,它比绿矾稳定得多。将摩尔盐低温烘干后,称取7.84 g加热至100 ℃失去结晶水,质量变为5.68 g。
Ⅱ.选择图所示的部分装置连接起来,检查气密性后,将上述5.68 g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0.68 g。
Ⅲ.向A中加入适量3%的H2O2溶液,充分振荡后滤出沉淀,洗净、干燥、灼烧后,测得其质量为1.6 g。
根据上述实验回答下列问题:
(1)实验Ⅰ中,“一系列操作”依次为________、________和过滤,要检验FeSO4溶液中是否含有Fe3+常用的试剂是________。
(2)实验Ⅱ中,选择的装置是A接________接________(填代号),A装置中未使用分液漏斗的理由是____________________________________________________________
(3)向锥形瓶中加入NaOH溶液的操作方法是_________________________________________________________
吸收A中产生的气体所用试剂应是________;实验小组的同学为保证A中产生的气体被完全吸收,以准确测量其质量,他们在A中反应停止后再进行的操作是__________________________________________________________
(4)根据上述实验数据计算,此摩尔盐中,n(NH4+)∶n(Fe2+)∶n(SO42—)∶n(H2O)=____________。
(1)蒸发浓缩 冷却结晶 KSCN溶液
(2)C D NaOH溶液对分液漏斗玻璃塞、旋塞的磨口腐蚀性强(或分液漏斗玻璃塞、旋塞处会被NaOH溶液腐蚀导致黏结)
(3)打开止水夹,缓慢推压注射器活塞 H2SO4溶液 用注射器向A中注入空气,使装置中的氨气全部进入吸收液
(4)2∶1∶2∶6
【解析】(1)由题意可知莫尔盐为硫酸亚铁铵晶体,受热易分解,不能采取将溶液加热蒸干的方法获取,故需要将溶液蒸发浓缩和冷却结晶两步操作;KSCN溶液遇Fe3+显血红色。(2)实验制得的氨气中含有水蒸气,可以用碱石灰除去,所以先连接装置C;氨气极易溶于水,所以吸收时应防止倒吸,故选用D装置;NaOH可与玻璃反应生成黏性物质,所以不能用带玻璃塞或活塞的仪器盛放。(3)加入NaOH溶液时应注意先打开止水夹这一细节;氨气溶于水显碱性,所以用难挥发性酸溶液如硫酸溶液可充分吸收并可准确测量其质量;反应停止后应通入空气以使装置中残留的氨气全部进入吸收液。(4)由题意可知,7.84 g摩尔盐中含有H2O的质量为7.84 g-5.68 g=2.16 g,则n(H2O)=0.12 mol;NH3的质量为0.68 g,则n(NH4+)=0.04 mol;加入适量3%的H2O2溶液,充分振荡后滤出沉淀,洗净、干燥、灼烧后,得到Fe2O3,测得其质量为1.6 g,则n(Fe2O3)=0.01 mol,则7.84 g摩尔盐中含有的n(Fe2+)=0.02 mol,m(Fe2+)=1.12 g;则7.84 g摩尔盐中含有的m(SO42—)=7.84 g-2.16 g-0.72 g-1.12 g=3.84 g,n(SO42—)=0.04 mol,则此摩尔盐n(NH4+)∶n(Fe2+)∶n(SO42—)∶n(H2O)=2∶1∶2∶6。