Question

【题目】某化学兴趣小组欲制备摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]并探究其分解产物。查到如下信息：

摩尔盐可由FeSO4溶液与(NH4)2SO4溶液混合制备；该物质能溶于水、不溶于乙醇，在空气中能逐渐被氧化；100℃开始分解，且分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。

I.制备摩尔盐

(1)向新制的FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体，加热，实验过程中最好采用___________加热方式。

(2)蒸发浓缩、冷却结晶使摩尔盐结晶析出，晶体过滤后用_____________洗涤。

(3)该小组用滴定法测产品纯度。现称取a g该产品于锥形瓶中，加蒸馏水溶解，用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液滴定，到达滴定终点时，消耗KMnO4溶液20.00 mL，则该产品的纯度为____________。

II.探究摩尔盐受热分解的产物

(4)验证分解产物中含有氨气和水蒸气，并探究残留固体成分。

①所选用装置的正确连接顺序为___________。(可选部分仪器，填装置的字母序号)

②A中固体完全分解后变为红棕色粉末，设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4______________________。

(5)探究分解产物中的硫氧化物，按A－D－B－F的顺序连接装置，进行实验。

①D装置中试剂的作用是____________________________________________。

②实验过程中，仅B中有沉淀生成，其他实验证明摩尔盐受热分解除上述产物外，还有N2生成。写出摩尔盐受热分解的化学方程式__________________________________________。

Answer 1

【答案】热水浴 乙醇 A→E→F→C 取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液不褪色，则残留固体是Fe2O3而不含FeO和Fe3O4； 检验是否含有SO3，并防止SO2和NH3一同进入D装置生成白色沉淀，干扰SO3的检验 2[(NH4)2Fe(SO4)2·6 H2O] Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+17H2O

【解析】

I.(1)摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]不稳定，在温度超过100℃时分解；

(2)摩尔盐能溶于水、不溶于乙醇；

(3)根据5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知：5[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]~~~5Fe2+~~MnO4-，滴定时消耗的KMnO4物质的量为0.1mol/L×0.02L=0.002mol，则(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的物质的量为5×0.002mol=0.01mol，由此计算该产品的纯度；

II.(4)①实验I验证分解产物中含有氨气和水蒸气，选择装置A先通入氮气排净装置中的空气，加热分解硫酸亚铁铵，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等，通过装置E中无水硫酸铜检验生成的水，再通过装置F中的足量碱石灰除去水蒸气、硫的氧化物，通过装置C检验氨气的生成，通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气；

②设计实验利用亚铁离子具有还原性可以使酸性高锰酸钾溶液褪色设计；

(5) ①检验SO3气体并排除SO2的干扰；

②实验过程中，D中无沉淀，而B中有沉淀生成，说明分解产物中含有SO2，而没有SO3。

I.(1)摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]不稳定，在温度超过100℃时分解，则实验过程中最好采用热水浴加热方式；

(2)摩尔盐能溶于水、不溶于乙醇，则晶体过滤后用乙醇洗涤；

(3)根据5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知：5[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]~~~5Fe2+~~MnO4-，滴定时消耗的KMnO4物质的量为0.1mol/L×0.02L=0.002mol，则(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的物质的量为5×0.002mol=0.01mol，该产品的纯度为=；

II.(4)①实验I验证分解产物中含有氨气和水蒸气，选择装置A先通入氮气排净装置中的空气，加热分解硫酸亚铁铵，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等，通过装置E中无水硫酸铜检验生成的水，再通过装置F中的足量碱石灰除去水蒸气、硫的氧化物，通过装置C检验氨气的生成，通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气，所选用装置的正确连接顺序为A→E→F→C；

②设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4，设计实验利用亚铁离子具有还原性可以使酸性高锰酸钾溶液褪色设计，取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液不褪色，则残留固体是Fe2O3而不含FeO和Fe3O4；

(5)①利用D装置中盛装的酸性BaCl2溶液可的作用是检验是否含有SO3，并防止SO2和NH3一同进入D装置生成白色沉淀，干扰SO3的检验；

②实验过程中，D中无沉淀，而B中有沉淀生成，说明分解产物中含有SO2，而没有SO3，说明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解生成氨气、二氧化硫、氧化铁、水，还有N2产生，结合原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为2[(NH4)2Fe(SO4)2·6 H2O] Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+17H2O

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