Question

【题目】硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]（俗称莫尔盐），较绿矾稳定，在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液。

（1）制备莫尔盐的流程如下：

①用热的Na2CO3溶液清洗废铁屑的目的是__________。

②其中最后一步用少量无水乙醇洗涤晶体目的是________。

（2）现取0.4gCu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用40mL0.150mol·L-1KMnO4溶液处理，发生反应如下：8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O，

6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O，

反应后煮沸溶液，赶尽SO2，剩余的KMnO4用0.2mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液来滴定，完全反应消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液VmL。已知：MnO4-+Fe2++H+→Mn2++Fe3++H2O（未配平）

①滴定终点的现象为________。

②若V=35，试计算混合物中CuS的质量分数________（写出计算过程）。

Answer 1

【答案】除去废铁屑表面的油污洗去晶体表面杂质，减少晶体损失滴入最后一滴溶液时红色褪去，半分钟内不变红60%

V=35，与35mL(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应需要高锰酸钾的物质的量为：

MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

1mol 5mol

0.014mol 0.035L×0.2mol·L-1

所以高锰酸钾的物质的量为0.0014mol，

故与固体混合物反应的高锰酸钾的物质的量为：0.150mol·L-1×0.040L-0.0014mol = 0.0046mol

设Cu2S物质的量为x，CuS物质的量为y

8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O

8mol 5mol

8x/5mol xmol

6MnO4-+5Cu2S+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O

6mol 5mol

6y/5mol ymol

160x+96y=0.40g

8x/5mol+6y/5mol=0.0046mol

解得x=0.001mol，y=0.0025mol

则混合物中CuS的质量分数为0.0025mol×96g/0.4g×100%=60%

【解析】

（1）①铁屑表面常有油污，这些油污阻碍铁屑和硫酸的接触，需要除去，碳酸钠的水溶液显碱性，油污在碱性中完全水解，因此碳酸钠的作用是除去铁屑表面的油污；②莫尔盐不溶于乙醇，用乙醇洗涤可以减少莫尔盐的溶解，同时乙醇易挥发；（2）①用(NH4)2Fe(SO4)2滴定高锰酸钾溶液，Fe2＋能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此滴定到终点的现象是滴入最后一滴时紫红色褪去，且半分钟不变色；②V=35，与35mL(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应需要高锰酸钾的物质的量为：

MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

1mol 5mol

0.014mol 0.035L×0.2mol·L-1

所以高锰酸钾的物质的量为0.0014mol，

故与固体混合物反应的高锰酸钾的物质的量为：0.150mol·L-1×0.040L-0.0014mol = 0.0046mol

设Cu2S物质的量为x，CuS物质的量为y 根据得失电子数目守恒，2x×1＋6x＋6y=0.0046×5，根据题意得出160x+96y=0.40g

解得x=0.001mol，y=0.0025mol

则混合物中CuS的质量分数为0.0025mol×96g/0.4g×100%=60%