题目内容

亚铁盐在空气中一般都易被氧化,而摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]比一般的亚铁盐要稳定,但受热时易分解易被氧化。其实验室的制备原理为:FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓

如图为制取摩尔盐的简要流程:

请回答下列问题:

(1)步骤①中反应容器应尽量避免摇晃或搅拌,目的是                                           

(2)步骤②中的操作是加热蒸发、                   。为什么不能加热蒸干?                  

(3)摩尔盐中NH4+、Fe2+、SO42-的检验:

①甲同学提出可以用湿润的               试纸、稀盐酸和               溶液来检验这三种离子。

②乙同学提出检验其中的Fe2+,可以用KSCN溶液和                ,预期的现象和结论是                             

③实际操作中,乙同学加人KSCN溶液时,发现溶液变成浅红色,于是他对自己的方法提出了怀疑。丙同学经过仔细思考认为,乙同学的方法是可行的,这是因为                                      

(4)丁同学欲测定摩尔盐中Fe2+的含量。他称取了4. 0g摩尔盐样品,溶于水,并加入适量稀硫酸,用0.20mol/L的KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液10.00mL

①本实验的指示剂是               (填字母)。

A.酚酞      B.石蕊       C.甲基橙      D.不需要

②KMnO4溶液置于_        (填“酸式”或“碱式”)滴定管中·

③滴定终点的现象是___               

④产品中Fe2+的百分含量是___               

 

【答案】

(1)防止Fe2被氧化(1分)

(2)冷却结晶;过滤;摩尔盐受热易分解易被氧化(各1分)

(3)①红色石蕊;氢氧化钡(各1分)

②氯水(或双氧水)(1分);加入KSCN溶液无明显现象,再加入氯水,溶液变红,则证明溶液中含有Fe2(2分)

③继续加入氯水后,溶液红色显著加深,则证明溶液中含有Fe2(1分)

(4)①D(1分)

②酸式(1分)

③滴入最后一滴KMnO4溶液摇匀后,锥形瓶中的溶液由浅绿色变为浅红色,且30 s内不褪色(2分)

④14%(2分)

【解析】

试题分析:(1)尽量避免摇晃或搅拌,防止Fe2被氧化。

(2)还需要冷却结晶、过滤;摩尔盐受热易分解易被氧化。

(3)根据题意①红色石蕊;氢氧化钡;②氯水(或双氧水),加入KSCN溶液无明显现象,再加入氯水,溶液变红,则证明溶液中含有Fe2;③继续加入氯水后,溶液红色显著加深,则证明溶液中含有Fe2

(4)①KMnO4溶液本身有色,不需要指示剂。

②酸性、氧化性试剂应该选择酸式滴定管。

③滴入最后一滴KMnO4溶液摇匀后,锥形瓶中的溶液由浅绿色变为浅红色,且30 s内不褪色。

④根据电子守恒KMnO4~5 Fe2+,所以n(Fe2)=5×10×10-3 L×0.20mol/L=10-2 mol, Fe2+的百分含量为10-2 mol×56g/mol÷4.0g×100%=14%。

考点:考察元素及其化合物性质、化学实验知识、化学反应的计算。

 

练习册系列答案
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硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵:(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O,商品名称为莫尔盐,是一种复盐.一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化,形成复盐后就比较稳定.与其他复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小,且几乎不溶于乙醇,利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体.三种盐的溶解度(单位为g/l00gH2O)见下表:
温度℃ FeSO4?7H2O (NH42SO4
10 20.0 73.0 17.2
20 26.5 75.4 21.6
30 32.9 78,0 28.1
实验用品:10%Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、(NH4)2SO4、蒸馏水、无水乙醇.
实验步骤流程图:

请完成以下实验记录:
(1)步骤I中处理铁屑所用试剂为
10%Na2CO3溶液
10%Na2CO3溶液
,经处理后的干燥铁屑质量记为m1;
(2)将称量好的Fe屑放入锥形瓶中,加入适量3mol/LH2SO4溶液,放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止(有氢气生成,用明火加热注意安全).趁热过滤,并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸,将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中.将滤纸上的固体常温干燥后称重,记为m2
(3)称取一定质量的(NH42SO4,加入
3.13(m1-m2
3.13(m1-m2
g(用含m1和m2的代数式表示,要求化简,下同.)水配制成室温下( 20℃)的饱和溶液,并将其加入到上面实验的蒸发皿中,缓缓加热,浓缩至表面出现结晶薄膜为止.放置冷却,得到硫酸亚铁铵的晶体,过滤后用
无水乙醇
无水乙醇
洗涤晶体.
(4)称量生成的硫酸亚铁铵的质量,理论上为
7(m1-m2
7(m1-m2
g.
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温度/℃ FeSO4?7H2O (NH42SO4 (NH42SO4?FeSO4?6H2O
10 20.0 73.0 17.2
20 26.5 75.4 21.6
30 32.9 78.0 28.1
实验用品:Fe屑(含少量碳)、3mol/LH2SO4、( NH42SO4、蒸馏水、无水乙醇.
实验步骤流程图:
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请完成以下实验记录:
(1)步骤I中用10% Na2CO3的热溶液处理铁屑的目的是
 
,经处理后的干燥铁屑质量记为m1
(2)将称量好的Fe屑放入锥形瓶中,加入适量3mol/LH2SO4溶液,放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止(有氢气生成,用明火加热注意安全).趁热过滤,并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸,将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中.将滤纸上的固体常温干燥后称重,记为m2
(3)称取一定质量的(NH42SO4,加入
 
 g(用含m1和m2的代数式表示,要求化简,下同.)水配制成室温下(20℃)的饱和溶液,并将其加入到上面实验的蒸发皿中,缓缓加热,浓缩至表面出现结晶薄膜为止.放置冷却,得到硫酸亚铁铵的晶体,过滤后用
 
洗涤晶体.
(4)产品纯度的测定
先称取产品1.600g,加水溶解,配成100ml溶液,移取25.00mL待测溶液与锥形瓶中,再用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4标准溶液进行滴定其中的Fe2+,达到滴定终点时消耗标准液的平均值为20.00mL,则样品中的(NH42SO4?FeSO4?6H2O的质量分数?(列式计算)

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实验用品: Fe屑(含少量碳)、3mol/LH2SO4、( NH42SO4、蒸馏水、无水乙醇。

实验步骤流程图:

请完成以下实验记录:

(1)步骤I中用10% Na2CO3的热溶液处理铁屑的目的是                ,经处理后的干燥铁屑质量记为m1

(2)将称量好的Fe屑放入锥形瓶中,加入适量3mol/LH2SO4溶液,放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止(有氢气生成,用明火加热注意安全)。趁热过滤,并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸,将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中。将滤纸上的固体常温干燥后称重,记为m2

(3)称取一定质量的(NH42SO4,加入______ g(用含m1和m2的代数式表示,要求化简,下同。)水配制成室温下(20℃)的饱和溶液,并将其加入到上面实验的蒸发皿中,缓缓加热,浓缩至表面出现结晶薄膜为止。放置冷却,得到硫酸亚铁铵的晶体,过滤后用____________洗涤晶体。

(4)产品纯度的测定

先称取产品1.600g,加水溶解,配成100ml溶液,移取25.00mL待测溶液与锥形瓶中,再用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4标准溶液进行滴定其中的Fe2+,达到滴定终点时消耗标准液的平均值为20.00mL,则样品中的(NH42SO4·FeSO4·6H2O的质量分数?(列式计算)

 

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    实验用品:10% Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、( NH4)2SO4、蒸馏水、无水乙醇。

实验步骤流程图:

    请完成以下实验记录:

(1)步骤I中处理铁屑所用试剂为________________,经处理后的干燥铁屑质量记为m1;

(2)将称量好的Fe屑放入锥形瓶中,加入适量3mol/LH2SO4溶液,放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止(有氢气生成,用明火加热注意安全)。趁热过滤,并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸,将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中。将滤纸上的固体常温干燥后称重,记为m2;

(3)称取一定质量的(NH4)2SO4,加入______ g(用含m1和m2的代数式表示,要求化简,下同。)水配制成室温下( 20℃)的饱和溶液,并将其加入到上面实验的蒸发皿中,缓缓加热,浓缩至表面出现结晶薄膜为止。放置冷却,得到硫酸亚铁铵的晶体,过滤后用________________洗涤晶体。

(4)称量生成的硫酸亚铁铵的质量,理论上为________________g。

 

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