Question

【题目】摩尔盐（ (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O）广泛用于化学分析。溶于水，不溶于乙醇，在空气中比硫酸亚铁稳定，有还原性。现以废铁屑等为原料制备摩尔盐，并对产品中相关离子进行检测。

（一）制备过程如下：

步骤1：将废铁屑置于热的纯碱溶液中，充分浸泡后过滤、洗涤。

步骤2：向步骤1的滤渣中加入适量稀硫酸，到剩余少量固体为止。过滤。

步骤3：向步骤2的滤液中加入稍过量的(NH4)2SO4饱和溶液。

步骤4：小火蒸发到有晶膜出现，停止加热，冷却后过滤。

步骤5：将步骤4的滤渣洗涤，干燥，得到产品。

回答下列问题：

（1）步骤1中主要是利用纯碱溶液的碱性除去油污。写出纯碱溶液显碱性的主要的离子方程式：__________________________________ 。

（2）步骤1中，也可以用倾析法代替过滤，操作如图所示。下列适合用倾析法分离的是________

a．沉淀颗粒较大 b．沉淀容易沉降

c．沉淀呈胶状 d．沉淀呈絮状

（3）步骤4不直接蒸干的理由是___________________________________________。

（4）步骤5中，洗涤沉淀用的洗涤剂是_____________。

（二）产品中NH4+、Fe2+的检测。

（5）NH4+的定性检测：取少量产品于试管中，加水溶解，_______________________ ，证明样品中含有NH4+（填操作及现象）。

（6）测定产品中Fe2+的含量：称取10.0g产品，溶于水，加入足量NaOH溶液。过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。重复灼烧、冷却、称量，直到_______________为止。称量固体质量为2.0g。产品中Fe2+的质量分数为_______。

（7）己知Li2Ti5O15和Na2O2中都含有过氧键，Ti的化合价为＋4，Na2O2中含有一个过氧键，则Li2Ti5O15中过氧键的数目为__________。

Answer 1

【答案】CO32-+H2O HCO3-+OH- ab 提高产品的纯度（或减少产品中的杂质） 乙醇 向所得溶液中加入浓的氢氧化钠溶液，加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 最后两次的质量差不超过0.1克 14% 4

【解析】

（1）纯碱水解呈碱性，且碱性主要来源于一级水解。

（2）倾析法是一种简易的固液分离方法，适用于沉淀颗粒较大，沉淀容易沉降的情形。

（3）由于摩尔盐是由硫酸盐铁和硫酸铵的混合溶液加热得到的，在加热过程中易析出硫酸亚铁、硫酸铵杂质，故不直接蒸干是为了提高产品的纯度（或减少产品中的杂质）。

（4）由题中信息可知，摩尔盐溶于水，不溶于乙醇，用水洗涤会降低产率，应用乙醇洗涤。

（5）检验NH4+的方法为向所得溶液中加入浓的氢氧化钠溶液，加热，置于试管口的湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有NH4+。

（6）产品溶于水后与足量NaOH溶液反应，并将固体洗涤灼烧，并重复灼烧、冷却、称量。直到最后两次称量质量相等或相差不超过0.1克。

（7）根据化合物中正负化合价代数和为零的原则列出方程根据化合物中正负化合价代数和为零的原则列出方程即可解答。

（1）纯碱水解呈碱性，且碱性主要来源于一级水解，离子方程式为CO32-+H2O HCO3-+OH-，故答案为：CO32-+H2O HCO3-+OH-。

（2）倾析法是一种简易的固液分离方法，适用于沉淀颗粒较大，沉淀容易沉降的情形，故ab正确，故选ab。

（3）由于摩尔盐是由硫酸盐铁和硫酸铵的混合溶液加热得到的，在加热过程中易析出硫酸亚铁、硫酸铵杂质，故不直接蒸干是为了提高产品的纯度（或减少产品中的杂质），故答案为：提高产品的纯度（或减少产品中的杂质）。

（4）由题中信息可知，摩尔盐溶于水，不溶于乙醇，用水洗涤会降低产率，应用乙醇洗涤，故答案为：乙醇。

（5）检验NH4+的方法为向所得溶液中加入浓的氢氧化钠溶液，加热，置于试管口的湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有NH4+，故答案为：向所得溶液中加入浓的氢氧化钠溶液，加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。

（6）测定产品中Fe2+的含量时，产品溶于水后与足量NaOH溶液反应，并将固体洗涤灼烧，并重复灼烧、冷却、称量，直到最后两次称量质量相等或相差不超过0.1克，确保最终产物为Fe2O3，由题意可知最后得到2.0g固体，则其中铁元素的质量为2.0g×（56×2/56×2+16×3）=1.4g，根据质量守恒定律可知，铁元素全部来自产品中的Fe2+,故产品中的Fe2+的质量分数为（1.4g/10.0g）×100％=14％，故答案为：最后两次的质量差不超过0.1克；14%。

（7）设Li2Ti5O15的15个氧原子中-1价的氧有x个，根据化合物中正负化合价代数和为零的原则列出方程：1×2+4×5=x+2(15-x)，解得x=8，两个-1价的氧原子构成一个过氧基，因此Li2Ti5O15过氧键的数目为8/2=4，故答案为：4。