题目内容
【题目】某活动小组利用废铁屑(含少量S等元素)为原料制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4 ·6H2O](M=392g/mol),设计如图所示装置(夹持仪器略去)。
称取一定量的废铁屑于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,在通风橱中置于50 ~60°C热水浴中加热充分反应。待锥形瓶中溶液冷却至室温后加入氨水,使其反应完全,制得浅绿色悬浊液。
(1)在实验中选择50~60℃热水浴的原因是___________________。
(2)装置B的作用是_______________________________。
(3)检验制得的(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O中是否含有Fe3+的方法:将硫酸亚铁铵晶体用加热煮沸过的蒸馏水溶解,然后滴加________________(填化学式)。
(4)产品中杂质Fe3+的定量
①配制Fe3+浓度为0.1 mg/mL的标准溶液100mL。称取________(精确到0.1)mg高纯度的硫酸铁铵[(NH4)Fe(SO4)2·12H2O],加入20.00 mL经处理的去离子水。振荡溶解后,加入2 mol·L-1HBr溶液1mL和1mol·L-1KSCN溶液0.5mL,加水配成100mL溶液。
②将上述溶液稀释成浓度分别为0.2、1.0、 3.0、5.0、 7.0、 10.0(单位: mg·L-1)的溶液。分别测定不同浓度溶液对光的吸收程度(吸光度),并将测定结果绘制成如图所示曲线。取硫酸亚铁铵产品,按步骤①配得产品硫酸亚铁铵溶液10mL,稀释至100mL,然后测定稀释后溶液的吸光度,两次测得的吸光度分别为0.590、0.610,则该兴趣小组所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度为_______mg·L-1。
(5)称取mg产品,将产品用加热煮沸的蒸馏水溶解,配成250mL溶液,取出100mL放入锥形瓶中,用c mol·L-1KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液VmL,则硫酸亚铁铵晶体的纯度为___________(用含c、V、m的代数式表示,化简)。滴定时,下列滴定方式中,最合理的是___________(填字母)。
A. B. C.
若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,实验结果将会_________(填“偏大”“偏小”或“无影响”。)
【答案】加快反应速率,受热均匀 防止倒吸 KSCN溶液 86.1 85 B 无影响
【解析】
⑴在实验中选择50~60℃热水浴,升高温度,受热均匀,加快反应速率,提高利用率。
⑵装置A中有部分挥发出的氨气,氨气极易溶于水。
⑶检验溶液中含有Fe3+的方法主要是加入KSCN溶液。
⑷①先计算100mL中的m(Fe3+),再根据Fe3+ ~NH4Fe(SO4)212H2O得到NH4Fe(SO4)212H2O的质量。
②两次吸光度求得平均值,根据图中信息得到溶液中Fe3+浓度,再求10mL所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度。
⑸根据5Fe2+ ~KMnO4关系式得硫酸亚铁铵晶体的纯度;滴定时,是高锰酸钾溶液向试样中滴定,高锰酸钾是强化性溶液,易腐蚀橡皮管,用酸式滴定管滴加;若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,溶质无变化。
⑴在实验中选择50~60℃热水浴,升高温度,受热均匀,加快反应速率,提高利用率,故答案为:加快反应速率,受热均匀。
⑵装置A中有部分挥发出的氨气,氨气极易溶于水,因此装置B的作用是防倒吸,起安全瓶的作用;故答案为:防止倒吸。
⑶检验溶液中含有Fe3+的方法主要是加入KSCN溶液,故答案为:KSCN溶液。
⑷①配制Fe3+浓度为0.1 mgmL1的标准溶液100mL。则m(Fe3+)=0.1 mgmL1 ×100mL = 10mg,根据Fe3+ ~NH4Fe(SO4)212H2O得到NH4Fe(SO4)212H2O的质量为;故答案为:86.1。
②两次测得的吸光度分别为0.590、0.610,两次吸光度的平均值为0.600,根据图中信息得到稀释至100mL,溶液中Fe3+浓度为8.5mgL1,则该兴趣小组所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度;故答案为:85。
⑸称取mg产品,将产品用加热煮沸的蒸馏水溶解,配成250mL溶液,取出100mL放入锥形瓶中,用c molL1 KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液VmL,根据5Fe2+ ~KMnO4关系式得硫酸亚铁铵晶体的纯度,滴定时,是高锰酸钾溶液向试样中滴定,高锰酸钾是强氧化性溶液,易腐蚀橡皮管,用酸式滴定管滴定,因此滴定方式中最合理的是B;若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,溶质无变化,因此对实验结果无影响;故答案为:;B;无影响。