Question

【题目】硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，是重要的分析化学试剂，常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在 500 ℃时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题：

（1）硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解，发生了氧化还原反应，固体产物可能有FeO和Fe2O3，气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和 。

（2）为检验分解产物的成分，设计如下实验装置进行实验，加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。

① A中固体充分加热较长时间后，通入一段时间氮气，目的是 。

② 为验证A中残留物是否含有FeO，需要选用的试剂有 。

A．KSCN溶液 B．稀硫酸 C．浓盐酸 D．KMnO4溶液

③ 装置B中HCl和BaCl2混合溶液的作用是为了检验分解产物中是否有 气体生成，若含有该气体，观察到的现象为 。

④ 若A中分解产物有N2，固体残留物只有Fe2O3，Fe2O3的物质的量为b mol，C中沉淀物质的量为a mol，则b a(填“＞”、“＜”或“=”)。

⑤ 实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生的反应为 (用离子方程式表示)。

（3）为测定某固体样品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的含量，某实验小组做了如下实验：

测定原理：MnO4+Fe2++H+→Mn2++Fe3++H2O(未配平)。

测定步骤：步骤一：准确称量20.00 g硫酸亚铁铵晶体，配制成100mL溶液。

步骤二：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，用0.1000 mol·L1 KMnO4 溶液滴定至终点，重复两次，平均消耗KMnO4 溶液16.00 mL。

① 如何判断滴定终点？ ；

② 样品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数为 。

Answer 1

【答案】

（1）SO2（1分）

（2）①使分解产生的气体在B、C中被吸收充分（2分） ②BD （2分）

③SO3（1分） 溶液变浑浊（1分） ④＜（2分）

⑤SO2 + H2O2 + Ba2+=== BaSO4↓ + 2H+ （2分）

（3）①滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液呈紫红色且半分钟不褪色 （2分）

② 62.72%（2分）

【解析】

试题分析：

（1）从所给的产物分析，Fe和N元素的化合价均升高，Fe2O3、N2为氧化产物，根据氧化还原反应原理，则一定有化合价降低，根据硫元素的常见化合价判断，硫元素化合价降低，得还原产物SO2，故产物中还有SO2。

（2）①B装置中的氯化钡和盐酸混合溶液是用来吸收NH3和SO3的，C装置中过氧化氢和氯化钡的混合溶液主要用于吸收SO2，因此通入氮气的目的是使分解产生的气体被B、C中的溶液充分吸收。

②盐酸中的Cl能被KMnO4溶液氧化生成Cl2，为验证A中残留物是否含有FeO，应选择稀硫酸将固体溶解，再在所得溶液中加入KMnO4溶液，若溶液褪色或溶液颜色变浅，说明溶液中含有Fe2+，则A中残留物中含有FeO，答案为BD。

③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3，若含有SO3，则溶液中有硫酸钡沉淀生成，溶液变浑浊。

④若产物中有N2生成，则失电子的元素是Fe和N，得到电子的元素是S，根据得失电子守恒，生成b mol Fe2O3失去电子的物质的量是2b mol，C中沉淀物质的量为a mol，即生成的SO2为a mol，则得电子的物质的量是2a mol，故2b＜2a，b＜a。

⑤C中的白色沉淀是硫酸钡沉淀，二氧化硫与过氧化氢、氯化钡溶液发生氧化还原反应而生成硫酸钡沉淀，离子方程式为SO2 + H2O2 + Ba2+=== BaSO4↓ + 2H+。

（3）①Fe2+与KMnO4发生氧化还原反应，反应的离子方程式为+5Fe2++8H+=== Mn2++5Fe3++4H2O，锥形瓶中盛装待测溶液，滴定终点时溶液颜色变为紫红色，所以滴定终点的判断为：滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液呈紫红色且半分钟不褪色。

②滴定至终点时，消耗0.1000 mol·L1 KMnO4 溶液16.00 mL。根据～5Fe2+的关系，可求得20.00 g硫酸亚铁铵晶体含有n(Fe2+)=5×0.1mol·L1×0.016×103L×4=3.2×103 mol，则产品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O质量分数为=62.72%。