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19.浅绿色的硫酸亚铁铵晶体[又名莫尔盐(NH42SO4•FeSO4•6H2O]比绿矾(FeSO4•7H2O)更稳定,常用于定量分析.莫尔盐的一种实验室制法如下:
废铁屑$\stackrel{清洗}{→}$$\stackrel{稀硫酸}{→}$溶液A$→_{适量水}^{(NH_{4})_{2}SO_{4}晶体}$$\stackrel{操作1}{→}$$\stackrel{乙醇淋洗}{→}$莫尔盐
(1)向废铁屑中加入稀硫酸后,并不等铁屑完全溶解而是剩余少量时就进行过滤,其目的是防止Fe2+被氧化成Fe3+
证明溶液A不含Fe3+离子的最佳试剂是b(填序号字母).
a.酚酞溶液      b.KSCN溶液     c.烧碱溶液     d.KMnO4溶液
操作I的步骤是:加热蒸发、冷却结晶、过滤.
(2)将莫尔盐晶体放在托盘天平左盘进行称量时,天平指针向右偏转,说明砝码重,样品轻.
(3)为了测定所得莫尔盐中Fe2+的含量,称取4.0g莫尔盐样品,溶于水配成溶液并加入稀硫酸,用0.2mol/L的KMnO4溶液进行滴定,到滴定终点时,消耗了KMnO4溶液10.00mL.则样品中Fe2+的质量分数为14% (已知反应中MnO4-变为Mn2+).
(4)从下列装置中选取必要的装置制取(NH42SO4溶液,连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a接d;e接f.将装置C中两种液体分离开的操作名称是分液.装置D的作用是吸收多余的氨气,防止污染空气,并防止倒吸.

分析 废铁屑加稀硫酸溶解,得到硫酸亚铁溶液A,加硫酸铵晶体共同溶解,经过蒸发浓缩、冷却晶体、过滤、洗涤、干燥得到莫尔盐,以此分析解答;
(1)Fe2+离子不稳定,易被氧气氧化为Fe3+离子,剩余少量铁粉防止Fe2+离子被氧化为Fe3+离子;
检验三价铁离子用KSCN溶液,如果含有三价铁离子溶液呈红色;
操作I是从溶液中获得晶体,加热蒸发、冷却结晶、过滤;
(2)遵循“左物右码”原则;
(3)Fe2+→Fe3+,铁元素化合价升高1价;MnO4-+→Mn2+,锰元素降低5价,化合价升降最小公倍数为5,根据关系式5Fe2+~MnO4-,计算4g产品中Fe2+的物质的量,进而计算Fe2+的质量,再根据质量分数定义计算;
(4)制取的氨气与硫酸反应生成硫酸铵,剩余的氨气用水吸收,分离互不相溶的液体的方法是:分液;氨气有刺激性气味,污染空气,用水吸收多余的氨气防止污染空气,加倒置的漏斗防止倒吸.

解答 解:废铁屑加稀硫酸溶解,得到硫酸亚铁溶液A,加硫酸铵晶体共同溶解,经过蒸发浓缩、冷却晶体、过滤、洗涤、干燥得到莫尔盐;
(1)Fe2+离子不稳定,易被氧气氧化为Fe3+离子,剩余少量铁粉防止Fe2+离子被氧化为Fe3+离子;
检验三价铁离子用KSCN溶液,如果含有三价铁离子溶液呈红色;
操作I是从溶液中获得晶体,加热蒸发、冷却结晶、过滤,
故答案为:防止Fe2+离子被氧化为Fe3+离子;b;冷却结晶;
(2)遵循“左物右码”原则,药品应放置在左盘内,将莫尔盐晶体放在托盘天平左盘进行称量时,天平指针向右偏转,说明砝码重,样品轻,
故答案为:砝码重,样品轻;
(3)测定摩尔盐产品中Fe2+的含量,采用在酸性条件下KMnO4标准液滴定,Fe2+→Fe3+,铁元素化合价升高1价;MnO4-+→Mn2+,锰元素降低5价,化合价升降最小公倍数为5,故Fe2++系数为5,MnO4- 系数为1,根据元素守恒可知Mn2+与Fe3+系数分别为1、5,根据电荷守恒可知缺项为H+,H+其系数为2+3×5-[2×5-1]=8,根据H元素守恒可知H2O系数是4,所以反应离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=1Mn2++5Fe3++4H2O,
设4g产品中Fe2+的物质的量为xmol,则:
5Fe2+~~~~~~MnO4-
5                 1
xmol       0.01L×0.2mol/L
x=$\frac{0.01L×0.2mol/L×5}{1}$=0.01mol,
所以4g产品中Fe2+的质量0.01mol×56g/mol=0.56g,所以4g产品中Fe2+的质量分数为:$\frac{0.56g}{4g}$×100%=14%,
故答案为:14%;
(4)制取的氨气与硫酸反应生成硫酸铵,剩余的氨气用水吸收,故连接顺序为a→d→e→f,分离互不相溶的液体的方法是:分液;氨气有刺激性气味,污染空气,用水吸收多余的氨气防止污染空气,加倒置的漏斗防止倒吸,
故答案为:d、e、f;分液;吸收多余的NH3防止污染空气,防止倒吸.

点评 本题考查化学工艺流程、盐类水解、化学实验等,难度中等,需要学生具有扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力,注意基础知识的理解掌握.

练习册系列答案
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4.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程.

烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq)  (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l)         (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq)           (Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注,若液柱高度保持不变,则整个装置气密性良好.装置D的作用是防止倒吸.装置E中为NaOH溶液.
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2:1.
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择c.
a.蒸馏水   b.饱和Na2SO3溶液   c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液
实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是控制滴加硫酸的速度.已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清(或浑浊消失).反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器有ad.
a.烧杯    b.蒸发皿      c.试管      d.锥形瓶
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质.利用常见试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论:取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液(或过滤,取滤液)、滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质.
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解:S2O32?+2H+═S↓+SO2↑+H2O.
8.短周期元素形成的常见非金属固体单质A与常见金属单质B,在加热条件下反应生成化合物C,C与水反应生成白色沉淀D和气体E,D既能溶于强酸,也能溶于强碱.E在足量空气中燃烧产生刺激性气体G,G在大气中能导致酸雨的形成.E被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液F.溶液F在空气中长期放置发生反应,生成物之一为H.H与过氧化钠的结构和化学性质相似,其溶液显黄色.
请回答下列问题:
(1)单质A是一种黄色固体,组成单质A的元素在周期表中的位置是第三周期VIA族.用物理方法洗去试管内壁的A,应选择的试剂是二硫化碳;化学方法洗去试管内壁的A利用的是其与热浓的氢氧化钠溶液发生歧化反应生成两种盐,但这两种盐在强酸性条件下不能大量共存,请写出化学方法洗去试管内壁的A时发生的化学反应方程式3S+6NaOH(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na2S+Na2SO3+3H2O.
(2)工业上获得B时常使用电解法,请写出阳极反应的电极反应方程式2O2--4e-=O2↑.
(3)FeCl3溶液中的Fe3+可以催化G与氧气在溶液中的反应,此催化过程分两步进行,请写出Fe3+参与的第一步反应的离子反应方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
(4)工业上吸收E常用氨水,先生成正盐,最终产物为酸式盐.写出E与该正盐反应的化学方程式H2S+(NH42S=2NH4HS.
(5)将D溶于稀硫酸,向恰好完全反应后所得的溶液中加入过量氢氧化钡溶液,则加入氢氧化钡溶液的过程中的现象是产生白色沉淀,白色沉淀逐渐增多,后白色沉淀逐渐减少,最终仍以白色沉淀存在.
(6)G与氯酸钠在酸性条件下反应可生成消毒杀菌剂二氧化氯.该反应的氧化产物为Na2SO4,当生成2mol二氧化氯时,转移电子2mol.
(7)H的溶液与稀硫酸反应的化学方程式Na2S2+H2SO4=Na2SO4+H2S↑+S↓.

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