题目内容

(15分)硫酸亚铁铵又称莫尔盐，是浅绿色晶体。它在空气中比一般亚铁盐稳定，是常用的Fe2+试剂。某实验小组利用工业废铁屑制取莫尔盐，并测定其纯度。
已知:①
②莫尔盐在乙醇溶剂中难溶。
Ⅰ．莫尔盐的制取

试分析：
（1）步骤2中加热方式            （填“直接加热”﹑“水浴加热”或“沙浴”）；必须在铁屑少量剩余时，进行热过滤，其原因是                                    。
（2）步骤3中包含的实验操作名称                            。
（3）产品莫尔盐最后用       洗涤（填字母编号）。
a．蒸馏水      b．乙醇        c．滤液
Ⅱ．为测定硫酸亚铁铵(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O晶体纯度，某学生取m g硫酸亚铁铵样品配制成500 mL溶液，根据物质组成，甲、乙、丙三位同学设计了如下三个实验方案，请回答：
(甲)方案一：取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液用0.1000 mol·L－1的酸性KMnO4溶液分三次进行滴定。
(乙)方案二：取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。

（1）若实验操作都正确，但方案一的测定结果总是小于方案二，其可能原因为           
                ，验证推测的方法为：                                     。
(丙)方案三：(通过NH4+测定)实验设计图如下所示。取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液进行该实验。

（2）①装置       （填“甲”或“乙”）较为合理，判断理由是                      。量气管中最佳试剂是   （填字母编号。如选“乙”则填此空，如选“甲”此空可不填）。
a．水          b．饱和NaHCO3溶液      c．CCl4
②若测得NH3的体积为V L(已折算为标准状况下)，则该硫酸亚铁铵晶体的纯度为    。
（15分）
I．（1）水浴加热(1分 )
防止Fe2+被氧化，同时热过滤可防止硫酸亚铁以晶体形式析出（2分）
（2）加热蒸发，浓缩结晶（2分）
（3） b（1分 ）
II．（1） Fe2+已被空气部分氧化    (2分)
取少量硫酸亚铁铵溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明Fe2+已
被空气部分氧化   (2分)
（2）①乙（1分）     甲装置会出现倒吸(1分)    c （1分）
②    (2分)

试题分析：I.（1）步骤2中的温度控制在70-75℃，所以选择水浴加热；Fe2+易被氧气氧化，而且温度降低硫酸亚铁的溶解度减小，所以必须在铁屑少量剩余时，进行热过滤，其原因是防止Fe2+易被氧化，同时热过滤可防止硫酸亚铁以晶体形式析出；
（2）从硫酸亚铁铵滤液到晶体，中间需要经过加热蒸发，浓缩结晶；
（3）因为莫尔盐在乙醇溶剂中难溶，所以选择用乙醇洗涤，答案选b；
II.（1）用酸性高锰酸钾溶液滴定，原理是亚铁离子被酸性高锰酸钾溶液氧化，利用所用溶液的体积计算亚铁离子的量，从而计算晶体的纯度；用氯化钡溶液滴定，原理是硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，利用沉淀的质量计算硫酸根离子的量，从而计算晶体的纯度。硫酸根离子不会发生变化，所以方案一的测定结果总是小于方案二，其可能原因为Fe2+已被空气部分氧化；验证推测的方法即是验证溶液中是否存在铁离子，具体操作是取少量硫酸亚铁铵溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明Fe2+已被空气部分氧化；
（2）①装置乙比较合理，因为甲装置会出现倒吸，无法测量生成气体的质量；选择乙装置，则量气管中盛放的试剂是四氯化碳，因为氨气易溶于水，不溶于四氯化碳，测量数据比较准确，所以答案选c；
②根据硫酸亚铁铵的化学式得出2NH3～(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O，所以500mL溶液中硫酸亚铁铵晶体的质量为VL/22.4L/mol/2×392g/mol×25，其纯度为VL/22.4L/mol/2×392g/mol×25/mg×100%=。
练习册系列答案
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①集气瓶中收集到的气体是           (填化学式)。
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③KMnO4溶液褪色（MnO4－还原为Mn2+），发生的离子反应方程式为          。
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原因是              （用离子方程式表示）。
（2）氯气可用于自来水杀菌消毒剂，结合离子方程式和文字理由            。
（3）新型水处理剂高铁酸钾 (K2FeO4)具有强的氧化作用和絮凝作用。工业上可通过以下流程制备高铁酸钾：

查阅资料:高铁酸盐在中性或酸性溶液中会逐渐分解，在碱性溶液中稳定。
完成“氧化”过程中的离子方程式
□Fe3+ + □ClO- +□      ="□" FeO42- + □Cl- + □   
“转化”过程中实现由Na2FeO4制得K2FeO4，是利用二者        性的不同。
③结合资料完成粗K2FeO4晶体的提纯：将粗产品用       溶解，然后再加入饱和KOH溶液、冷却结晶、过滤。
④高铁酸钾的应用还在不断扩展中。如可制成高铁电池， 电池反应为：
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放电时，正极反应为：            。
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A．防止氯气造成大气污染
B．使反应的氯气循环使用
C．使烧瓶内的压强与大气压保持一致
D．使分液漏斗中的液体更容易注入烧瓶

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