Question

【题目】硫酸亚铁铵是一种浅蓝绿色晶体，俗称摩尔盐，其化学式为:FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O。硫酸亚铁在空气中易被氧化，而形成摩尔盐后就稳定了。硫酸亚铁铵可由硫酸亚铁与硫酸铵等物质的量混合制得。下图是模拟工业制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置。回答下列问题:

I.(1)先用30%的氢氧化钠溶液煮沸废铁屑(含少量油污、铁锈、FeS 等)，再用清水洗净。用氢氧化钠溶液煮沸的目的是__________________。

(2)将处理好的铁屑放入锥形瓶中，加入稀硫酸。锥形瓶中发生反应的离子方程式可能为________(填序号)。

A.Fe+2H+==Fe2++H2↑ B.Fe2O3+5H+===2Fe3++3H2O

C.2Fe3++S2-==2Fe2++S↓ D.2Fe3++Fe==3Fe2+

(3)利用容器②的反应，向容器①中通入氢气，应关闭活塞_______，打开活塞______(填字母)。容器③中NaOH溶液的作用是___________；向容器①中通入氢气的目的是___________。

I.待锥形瓶中的铁屑快反应完时，关闭活塞B、C，打开活塞A，继续产生的氢气会将锥形瓶中的硫酸亚铁(含极少部分未反应的稀硫酸)压到饱和硫酸铵溶液的底部。在常温下放置一段时间，试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。制得的硫酸亚铁铵晶体中往往含有极少量的Fe2+。为测定晶体中Fe2+的含量，称取一份质量为20.0g 的硫酸亚铁铵晶体样品，制成溶液。用0.5 mol/LKMnO4溶液滴定，当溶液中Fe2+全部被氧化，MnO4- 被还原成Mn2+时，耗KMnO4 溶液体积20.00mL。

滴定时，将KMnO4 溶液装在____(酸式或碱式) 滴定管中，判断反应到达滴定终点的现象为____；晶体中FeSO4的质量分数为____________。

Answer 1

【答案】 去除铁屑表面的油污（或使油污发生水解） A、B、D A BC 洗涤除去杂质气体H2S 赶走硫酸铵溶液中的溶解O2和容器①液面上部的O2(避免Fe2+被氧化) 酸式 当溶液变成紫红色且30s内不褪色 38%

【解析】I. (1)油污在碱性条件下水解更彻底，所以用氢氧化钠溶液煮沸的目的是去除铁屑表面的油污；

(2)废铁屑中的铁锈(Fe2O3)、FeS都能与稀硫酸反应，所以发生反应的离子方程式有：Fe2O3+ 5H+ = 2Fe3++3H2O，2Fe3++Fe==3Fe2+，Fe+2H+==Fe2++H2↑，FeS+2H+=Fe2+ +H2S↑，2Fe3++ H2S=2Fe2++S↓+2H+，因此正确答案为A、B、D；

(3)根据装置图，分析其工作原理可得，要把容器②中产生的氢气通入容器①中，应关闭活塞A，打开活塞B和C；容器③中NaOH溶液的作用是吸收样品中的杂质与稀硫酸反应产生的H2S气体；向容器①中通入氢气的目的是排出容器中的氧气，防止加入的硫酸亚铁被氧化；

II. KMnO4溶液具有强的氧化性，能够腐蚀橡胶，所以KMnO4溶液应装在酸式滴定管中；滴定终点的现象是当滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液颜色变成紫红色且30s内不褪色；已知KMnO4与Fe2+反应的离子方程式为MnO4- +5Fe2+ + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2++4H2O，实验消耗n(KMnO4)= 0.5mol/L×0.02L=0.01mol，则FeSO4的质量分数=×100% =38%。