题目内容
硫酸亚铁铵的化学式为（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O，商品名为莫尔盐，可由硫酸亚铁与硫酸铵反应生成．一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化，而形成莫尔盐后就比较稳定了．三种盐的溶解度（单位为g/100g水）如下表：| 温度/℃ | 10 | 20 | 30 |
| （NH4）2SO4 | 73.0 | 75.4 | 78.0 |
| FeSO4?7H2O | 20.0 | 26.5 | 32.9 |
| （NH4）2SO4?FeSO4 | 17.2 | 21.6 | 28.1 |
试回答下列问题：
（1）步骤1中加入10% Na2CO3溶液的主要作用是______；反应中铁屑过量是为了______．
（2）步骤3需要趁热过滤，原因是______．
（3）从步骤4到莫尔盐，必须进行的操作依次是______，析出的晶体常用______洗涤．
（4）若莫尔盐的饱和溶液中有水20克，当温度从30℃降至10℃，最多析出莫尔盐的质量是______（选填编号）．
A.2.18g B．大于2.18g C．小于 2.18g D．无法确定
（二）称取质量为1.96g的莫尔盐制成溶液．用未知浓度的酸性KMnO4溶液进行滴定．
（1）已知MnO4-被还原为Mn2+，试写出该滴定反应的离子方程式______．
（2）判断该反应到达滴定终点的现象为______．
（3）假设到达滴定终点时，用去VmL酸性KMnO4溶液，则该酸性KMnO4溶液的浓度为______mol/L．
【答案】分析：（一）（1）碳酸钠水解显酸性；还原氧化生成的Fe3+；（2）FeSO4在温度低时溶解度较小；
（3）浓缩结晶后需要过滤、洗涤；温度低时，硫酸亚铁铵的溶解度小；
（4）（NH4）2SO4?FeSO4在30度和10度的溶解度分别为：28.1和17.2g；
（二）（1）MnO4-将二价铁离子氧化为三价铁离子，被还原为Mn2+；
（2）高锰酸钾本身有颜色，滴定亚铁离子是不需要指示剂的；
（3）根据亚铁离子和高锰酸根反应的实质，可以找到亚铁离子与高锰酸根之间的量的关系，根据原子守恒可以找到亚铁离子和酸亚铁铵之间量的关系，进而进行计算．
解答：解：（一）（1）碳酸钠水解显酸性，油脂在碱性条件下能水解；还原氧化生成的Fe3+，减少产物中的Fe3+杂质，
故答案为：除铁屑表面的油污；还原氧化生成的Fe3+，保证Fe2+稳定、纯净地存在，减少产物中的Fe3+杂质；
（2）如果不趁热过滤就会有FeSO4?7H2O析出，故答案为：FeSO4在温度低时溶解度较小，如果不趁热过滤就会有FeSO4?7H2O析出；
（3）浓缩结晶后需要过滤、洗涤；硫酸亚铁铵在无水乙醇何总的溶解度小；温度低时，硫酸亚铁铵的溶解度小，可用冰水洗涤，故答案为：过滤、洗涤；无水酒精或冰水；
（4）（NH4）2SO4?FeSO4在30度和10度的溶解度分别为：28.1和17.2g，即若溶剂为100g水，冷却析出10.9g，有水20克析出2.18g，硫酸亚铁铵的化学式为（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O含有结晶水，故析出质量大于2.18g，故答案为：B；
（二）（1）反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O，故答案为：5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O；
（2）高锰酸钾本身有颜色，滴定亚铁离子不需要指示剂，当滴加最后一滴溶液后，溶液变成紫红色，30S内不褪色，说明达到滴定终点，故答案为：加入最后一滴KMnO4溶液紫红色不褪，且半分钟内不褪色；
（3）1.96g硫酸亚铁铵晶体的物质的量n=
=
=0.005mol，根据原子守恒则亚铁离子的物质的量为0.005mol，反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，则5Fe2+～MnO4-，所以高锰酸钾的物质的量为0.001mol，据c=
=
=
mol/l，故答案为：
．
点评：本题考查制备实验方案的设计，综合性较强，注意（4）中晶体析出时含结晶水为解答的易错点，难度较大．
（3）浓缩结晶后需要过滤、洗涤；温度低时，硫酸亚铁铵的溶解度小；
（4）（NH4）2SO4?FeSO4在30度和10度的溶解度分别为：28.1和17.2g；
（二）（1）MnO4-将二价铁离子氧化为三价铁离子，被还原为Mn2+；
（2）高锰酸钾本身有颜色，滴定亚铁离子是不需要指示剂的；
（3）根据亚铁离子和高锰酸根反应的实质，可以找到亚铁离子与高锰酸根之间的量的关系，根据原子守恒可以找到亚铁离子和酸亚铁铵之间量的关系，进而进行计算．
解答：解：（一）（1）碳酸钠水解显酸性，油脂在碱性条件下能水解；还原氧化生成的Fe3+，减少产物中的Fe3+杂质，
故答案为：除铁屑表面的油污；还原氧化生成的Fe3+，保证Fe2+稳定、纯净地存在，减少产物中的Fe3+杂质；
（2）如果不趁热过滤就会有FeSO4?7H2O析出，故答案为：FeSO4在温度低时溶解度较小，如果不趁热过滤就会有FeSO4?7H2O析出；
（3）浓缩结晶后需要过滤、洗涤；硫酸亚铁铵在无水乙醇何总的溶解度小；温度低时，硫酸亚铁铵的溶解度小，可用冰水洗涤，故答案为：过滤、洗涤；无水酒精或冰水；
（4）（NH4）2SO4?FeSO4在30度和10度的溶解度分别为：28.1和17.2g，即若溶剂为100g水，冷却析出10.9g，有水20克析出2.18g，硫酸亚铁铵的化学式为（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O含有结晶水，故析出质量大于2.18g，故答案为：B；
（二）（1）反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O，故答案为：5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O；
（2）高锰酸钾本身有颜色，滴定亚铁离子不需要指示剂，当滴加最后一滴溶液后，溶液变成紫红色，30S内不褪色，说明达到滴定终点，故答案为：加入最后一滴KMnO4溶液紫红色不褪，且半分钟内不褪色；
（3）1.96g硫酸亚铁铵晶体的物质的量n=
==0.005mol，根据原子守恒则亚铁离子的物质的量为0.005mol，反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，则5Fe2+～MnO4-，所以高锰酸钾的物质的量为0.001mol，据c===mol/l，故答案为：．点评：本题考查制备实验方案的设计，综合性较强，注意（4）中晶体析出时含结晶水为解答的易错点，难度较大．
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【实验化学】
硫酸亚铁铵的化学式为（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O，是浅绿色晶体，商品名为莫尔盐，易溶于水，不溶于乙醇．
完成下面的实验报告：
【实验原理】
【实验用品】
10%Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、（NH4）2SO4固体、蒸馏水、无水乙醇．锥形瓶、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、烧杯、铁架台、漏斗、托盘天平、量筒、滤纸．
【实验步骤】
（1）Fe屑的处理和称量
称取3g铁屑，放入锥形瓶，用l0%Na2CO3溶液，除去Fe屑表面的油污，将剩余的碱液倒掉，用蒸馏水把Fe冲洗干净，干燥后称其质量m1g．
（2）FeSO4的制备
将称量好的Fe屑放人锥形瓶中，加入l5mL 3mol/LH2SO4，加热10min后（有氢气生成，用明火加热注意安全）． ，并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸，将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中．将滤纸上的固体干燥后称得质量为m2g．
①a处的操作是 ；
②制取FeSO4时，加入的Fe为什么要过量？（用离子方程式表示）
（3）（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O的制备
根据FeSO4的物质的量，计算并称取（NH4）2SO4固体，并将其加入上面实验的蒸发皿中，缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜为止． ，得到硫酸亚铁铵的晶体．过滤后用无水乙醇洗涤晶体，除去其表面的水分，称量得到的晶体质量为m3g．
①b处的操作是 ；②制备莫尔盐晶体时，为什么不能将溶液蒸发至干？
（4）产品检验
微量Fe3+的分析．称0.5g产品置于25mL比色管中，加水溶解后加1mL 25%的KSCN溶液，继续加水至25mL刻度，摇匀，与教师所给标准对比，评价产品质量．写出该过程所发生反应的离子方程式：
【实验记录】
| 温度/℃ 溶解度/g 盐 |
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| （NH4）2SO4 | 70.6 | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | - | 88.0 |
| FeSO4?7H2O | 15.7 | 20.5 | 26.5 | 32.9 | 40.2 | 48.6 | - |
| （NH4）SO4FeSO4?6H2O | 12.5 | 17.2 | 21.6 | 28.1 | 33.0 | 40.0 | - |
【实验原理】
【实验用品】
10%Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、（NH4）2SO4固体、蒸馏水、无水乙醇．锥形瓶、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、烧杯、铁架台、漏斗、托盘天平、量筒、滤纸．
【实验步骤】
（1）Fe屑的处理和称量
称取3g铁屑，放入锥形瓶，用l0%Na2CO3溶液，除去Fe屑表面的油污，将剩余的碱液倒掉，用蒸馏水把Fe冲洗干净，干燥后称其质量m1g．
（2）FeSO4的制备
将称量好的Fe屑放人锥形瓶中，加入l5mL 3mol/LH2SO4，加热10min后（有氢气生成，用明火加热注意安全）．
①a处的操作是
②制取FeSO4时，加入的Fe为什么要过量？（用离子方程式表示）
（3）（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O的制备
根据FeSO4的物质的量，计算并称取（NH4）2SO4固体，并将其加入上面实验的蒸发皿中，缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜为止．
①b处的操作是
（4）产品检验
微量Fe3+的分析．称0.5g产品置于25mL比色管中，加水溶解后加1mL 25%的KSCN溶液，继续加水至25mL刻度，摇匀，与教师所给标准对比，评价产品质量．写出该过程所发生反应的离子方程式：
【实验记录】
| 起始铁的质量m1/g | 反应后铁的质量m2/g | 莫尔盐的质量 | 产率 | |
| 理论产量/g | 实际产量m3/g | |||
| 5.0 | 2.2 | c | 14.7 | d |
