Question

【题目】某小组以废铁屑、稀硫酸、饱和（NH4）2SO4溶液为原料，经过一系列反应和操作后，合成了浅蓝绿色晶体X．为确定其组成，进行如下实验．
I．结晶水的测定：称取7.84g浅蓝绿晶体，加热至100℃失去结晶水，冷却至室温
后，称重，质量为5.68g．
Ⅱ．NH4+的测定：将上述5.68g固体置于如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入氮气，用40.00mL l molL﹣1的硫酸溶液吸收产生氨气．蒸氨结束后取下接收瓶，用2molL﹣1NaOH标准溶液滴定过剩的硫酸，到终点时消耗20.00mLNaOH溶液．
Ⅲ．铁元素的测定：将上述实验结束后三颈瓶中的溶液全部倒入锥形瓶中，向其中加入适量3%H2O2的溶液，充分振荡后滤出沉淀，洗净、干燥、灼烧后；测得其质量为1.6g． 回答下列问题：

（1）在实验I中，不可能用到的实验仪器是（填正确答案标号）．
A.烧杯
B.铁架台（带铁圈）
C.坩埚
D.蒸发皿
E.酒精灯
F.干燥器
G.托盘天平
（2）在实验Ⅱ中，通入氮气的目的是 ． 蒸氨结束后，为了减少实验误差，还需要对直形冷凝管进行“处理”，“处理”的操作方法是
（3）在实验Ⅱ中，用NaOH标准溶液滴定过剩的硫酸时，应使用式滴定管；可使用的指示剂为 ．
（4）在实验中，检验沉淀是否洗净的方法是 ．
（5）根据上述实验数据计算，该浅蓝绿晶体的化学式为 ． 三颈瓶中发生反应的离子方程式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）AD
（2）将溶液中的氨全部蒸出；用蒸馏水冲洗冷凝管装置2﹣3次，洗涤液并入锥形瓶中
（3）碱；酚酞（或甲基红）
（4）取最后一次洗涤液于试管中，滴入1﹣2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗净
（5）FeSO4?（NH4）2SO4?6H2O或（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O；2NH4++Fe2++4OH﹣=Fe（OH）2↓+2NH3↑+2H2O
【解析】解：（1）结晶水的测定：称量需要托盘天平（G），加热需要酒精灯（E）、坩埚（C）、铁架台带铁圈（B）、玻璃棒、干燥时需干燥器（F）等，无须用烧杯（A）、蒸发皿（D），所以答案是：AD；（2）实验Ⅱ的目的是测定铵根离子的含量，通过铵根离子和碱反应生成的氨气的量测定，NH4++OH﹣ NH3↑+H2O，根据将氨气全部赶出，减小误差需通入氮气，蒸氨结束后用蒸馏水冲洗冷凝管装置2﹣3次，洗涤液并入锥形瓶中，目的保证生成的氨气全部进入锥形瓶中与硫酸反应，
所以答案是：将溶液中的氨全部蒸出；用蒸馏水冲洗冷凝管装置2﹣3次，洗，涤液并入锥形瓶中；（3）碱只能盛放在碱式滴定管中，酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，所以用NaOH标准溶液确定过剩的H2SO4时，应使用碱式滴定管盛放NaOH溶液；NaOH溶液和硫酸溶液恰好反应后呈中性，可以选择酸性或碱性变色范围内的指示剂，甲基红为酸性变色指示剂、酚酞为碱性变色指示剂，所以可以选取甲基红或酚酞作指示剂，
所以答案是：碱；酚酞（或甲基红）；（4）溶液中存在硫酸铵，若未洗净，加入1﹣2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，有白色沉淀生成，所以检验沉淀是否洗净的方法是：取最后一次洗涤液于试管中，滴入1﹣2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗净，
所以答案是：取最后一次洗涤液于试管中，滴入1﹣2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗净；（5）由题给数据可知7.84g摩尔盐中m（H2O）=7.84g﹣5.68g=2.16g，n（H2O）= =0.12mol，
消耗氢氧化钠的物质的量是n=cv=lmolL﹣1×40.00mL=0.04mol，则根据反应式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知：剩余硫酸的物质的量是2molL﹣1×20.00mL× =0.02mol，则根据反应式2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4可知：与氨气反应的硫酸的物质的量是0.04mol﹣0.02mol=0.02mol，则与硫酸反应的氨气的物质的量是0.02mol×2=0.04mol，生成的m（NH3）=0.68g，2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，测得其质量为1.6g为氧化铁，m（Fe2O3）=1.6g，n（Fe2O3）= =0.01mol，则m（NH4+）=0.04mol×18g/mol=0.72g，m（Fe2+）=0.02mol×56g/mol=1.12g，则m（SO42﹣）=7.84g﹣2.16g﹣0.72g﹣1.12g=3.84g，n（SO42﹣）= =0.04mol，所以n（NH4+）：n（Fe2+）：n（（SO42﹣）：n（H2O）=0.04mol：0.02mol：0.04mol：0.12mol=2：1：2：6，该浅蓝绿晶体的化学式为FeSO4（NH4）2 SO46H2O 或（NH4）2Fe（SO4）26H2O，三颈瓶中亚铁离子和铵根离子和氢氧根反应生成氢氧化亚铁，反应为：2NH4++Fe2++4OH﹣=Fe（OH）2↓+2NH3↑+2H2O，
所以答案是：FeSO4（NH4）2 SO46H2O 或（NH4）2Fe（SO4）26H2O；2NH4++Fe2++4OH﹣=Fe（OH）2↓+2NH3↑+2H2O．