Question

9．摩尔盐[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]易溶于水，具有还原性，如图是利用废铁屑、稀硫酸和硫酸铵为原料制取摩尔盐的流程图．

回答下列问题：
（1）在“步骤l”中加Na₂CO₃溶液是为了洗涤除去废铁屑表面的油污，加热的目的是平衡CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-右移，增强溶液碱性（利用简要文字和必要的离子方程式说明），配制100g10%的Na₂CO₃溶液需要的仪器有药匙、量筒、烧杯、玻璃棒和天平；
（2）“步骤2”中所用废铁屑必须过量，原因是为防止产生Fe³⁺，保证所制摩尔盐的纯度；
（3）“步骤3”加入（NH₄）₂SO₄固体充分搅拌溶解后，依次进行的实验操作是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（4）一般采用滴定法测定摩尔盐产品中Fe²⁺的含量：称取4.0g摩尔盐样品，溶于水，加入适量稀硫酸，用0.2mol/LKMnO₄溶液滴定，达到终点时，消耗10.00mL KMnO₄溶液．
①滴定过程中发生反应的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②产品中Fe²⁺的质量分数为14%；
③滴定过程中．左手控制酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，直到溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色时停止滴定，读数．此时若俯视读数．测定结果将偏低（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 用碳酸钠溶液可以处理铁屑表面的油污等杂质，得到的铁和硫酸反应可以生成硫酸亚铁溶液，铁过量，过量过量的铁，得硫酸亚铁溶液，加入硫酸铵混合固体充分搅拌溶解，采取蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤、干燥得到较为摩尔盐晶体，
（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使平衡右移，增强溶液碱性；由固体药品配制溶液需要的仪器有药匙、量筒、烧杯、玻璃棒和天平；
（2）铁防止铁离子被氧化；
（3）硫酸亚铁溶液，加入硫酸铵混合固体充分搅拌溶解，采取蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤、干燥得到较为摩尔盐晶体；
（4）用滴定法测定摩尔盐产品中Fe²⁺的含量：称取摩尔盐样品，溶于水，加入适量稀硫酸，用KMnO₄溶液滴定，滴定过程中，左手控制酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，直到溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色时停止滴定，读数，根据5Fe²⁺～～MnO₄^-，由高锰酸钾的消耗可得样品中亚铁离子的量，据此可得．

解答 解：（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使平衡右移，增强溶液碱性；配制100g10%的Na₂CO₃溶液需要的仪器有药匙、量筒、烧杯、玻璃棒和天平；
故答案为：使平衡CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-右移，增强溶液碱性；天平；
（2）为防止产生Fe³⁺，保证所制摩尔盐的纯度，步骤2中铁过量；
故答案为：为防止产生Fe³⁺，保证所制摩尔盐的纯度；
（3）硫酸亚铁溶液，加入硫酸铵混合固体充分搅拌溶解，采取蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤、干燥得到较为摩尔盐晶体；
故答案为：冷却结晶；
（4）①高锰酸根氧化亚铁离子为铁离子，自身被还原为锰离子，离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②假设4.0产品中Fe²⁺的物质的量为xmol，则：
5Fe²⁺～～MnO₄^-，
5                 1
xmol        0.01L×0.2mol/L
则x=0.01mol，产品中Fe²⁺的质量为0.01mol×56g/mol=0.56g，产品中Fe²⁺的质量分数为$\frac{0.56}{4}×100%$=14%；
故答案为：14%；
③滴定过程中，左手控制酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，直到溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色时停止滴定，读数；此时若俯视读数，高锰酸钾的体积读书偏小，测定结果将偏低；
故答案为：酸式滴定管的活塞；溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色；低．

点评 本题以莫尔盐的制备为载体，考查涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解、氧化还原反应滴定应用以计算，题目难度中等．需学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力．