Question

7．硫酸亚铁铵晶体[化学式为x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•zH₂O]呈浅绿色，易溶于水，不溶于酒精，是一种重要的化学试剂．某化学兴趣小组设计以下实验制备并定量测定其组成．
已知：

温度、溶解度、物质	（NH4）2SO4	FeSO4•7H2SO4	硫酸亚铁铵晶体
10	73.0	40.0	18.1
20	75.4	48.0	21.1
30	78.0	60.0	24.5
40	81.0	73.3	27.9
50	84.5	-	31.3
70	91.9	-	38.5

Ⅰ．硫酸亚铁铵晶体的制备（如图所示）
（1）Na₂CO₃溶液能用于除油污的原因是（用离子方程式表示）CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
（2）加入适量（NH₄）₂SO₄后，经加热浓缩、冷却结晶、过滤就能得到硫酸亚铁铵晶体的原因是相同温度下，硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度小于（NH₄）₂SO₄、FeSO₄•7H₂O．
（3）用无水乙醇除去硫酸亚铁铵晶体表面的水分，而不能在空气中直接烘干的原因是防止在加热过程中晶体失去结晶水及被氧化．
Ⅱ．定量测定硫酸亚铁铵晶体的组成
步骤1：结晶水的测定
（4）准确称量47.040g纯净的硫酸亚铁铵晶体并隔绝空气加热至恰好失去结晶水，称得剩余固体34.080g，则n（结晶水）=0.72mol．再将全部剩余固体溶于水配成250mL溶液．
步骤2：Fe²⁺的测定
（5）取25.00mL步骤1中所配溶液于锥形瓶中，将0.1000mol/L 酸性高锰酸钾标准溶液装入
酸式滴定管中进行滴定，反应的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，滴定至终点的现象是滴入最后一滴标准液时，锥形瓶内溶液变为紫红色，且半分钟不恢复原色，共计消耗酸性高锰酸钾标准溶液24.00mL．
步骤3：SO₄^2-的测定    向25.00mL步骤1中所配溶液中加入足量BaCl₂溶液后，经过滤、洗涤、干燥后，称量沉淀质量为5.592g．
步骤4：计算
（6）x：y：z=1：1：6．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）Na₂CO₃水解溶液呈碱性，碱性溶液能用于除油污；
（2）根据表中的溶解度数据可知，相同温度下，硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度小于（NH₄）₂SO₄、FeSO₄•7H₂O，据此答题；
（3）硫酸亚铁铵在加热过程中晶体失去结晶水及被氧化且容易被氧化；
Ⅱ．（4）根据47.040g纯净的硫酸亚铁铵和剩余固体34.080g的质量比可知水的质量，进而计算出水的物质的量；
（5）酸性高锰酸钾标准溶液有强氧化性，亚铁离子与高锰酸钾发生氧化还原反应生成铁离子和锰离子，在滴定终点时锥形瓶内溶液变为紫红色，据此答题；
（6）根据步骤1可知水的物质的量，根据步骤2中关系式5Fe²⁺～MnO₄^-，可计算出亚铁离子的物质的量，根据步骤3中BaSO₄沉淀质量为5.592g，可知硫酸根离子的物质的量．

解答 解：Ⅰ．（1）Na₂CO₃水解溶液呈碱性，碱性溶液能用于除油污，反应的离子方程式为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）根据表中的溶解度数据可知，相同温度下，硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度小于（NH₄）₂SO₄、FeSO₄•7H₂O，所以加入适量（NH₄）₂SO₄后，经加热浓缩、冷却结晶、过滤就能得到硫酸亚铁铵晶体，
故答案为：相同温度下，硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度小于（NH₄）₂SO₄、FeSO₄•7H₂O；
（3）硫酸亚铁铵在加热过程中晶体失去结晶水及被氧化且容易被氧化，所以用无水乙醇除去硫酸亚铁铵晶体表面的水分，而不能在空气中直接烘干，
故答案为：防止在加热过程中晶体失去结晶水及被氧化；
Ⅱ．（4）根据47.040g纯净的硫酸亚铁铵和剩余固体34.080g的质量比可知水的质量为47.040g-34.080g=12.96g，所以水的物质的量为0.72mol，
故答案为：0.72mol；
（5）酸性高锰酸钾标准溶液有强氧化性，所以要用酸式滴定管，亚铁离子与高锰酸钾发生氧化还原反应生成铁离子和锰离子，反应的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，滴定至终点的现象是滴入最后一滴标准液时，锥形瓶内溶液变为紫红色，且半分钟不恢复原色，
故答案为：酸；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；滴入最后一滴标准液时，锥形瓶内溶液变为紫红色，且半分钟不恢复原色；
（6）根据步骤1可知水的物质的量为0.72mol，根据步骤2中关系式5Fe²⁺～MnO₄^-，可计算出亚铁离子的物质的量为5×0.1000mol/L×0.024L×$\frac{250}{25}$=0.12mol，根据步骤3中BaSO₄沉淀质量为5.592g即为$\frac{5.592}{233}$mol=0.024mol，可知硫酸根离子的物质的量为为0.024mol×$\frac{250}{25}$=0.24mol，所以x：y：z=0.12mol：（0.024mol-0.12mol）：0.72mol=1：1：6，
故答案为：1：1：6．

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．