Question

9．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（莫尔盐，浅绿色，式量392）在定量分析中常用作标定高锰酸钾、重铬酸钾等溶液的标准物质，还用化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等．回答下列问题：
（1）莫尔盐在空气中比硫酸亚铁稳定，但长期露置在空气中也会变质，检验莫尔盐是否变质的试剂是KSCN溶液．
（2）准确称取mg纯净的莫尔盐，在锥形瓶中加入20mL水充分溶解，用某酸性K₂Cr₂O₇溶液滴定至终点．重复进行3次，测得有关数据如表：

实验序号	起始读数/mL	终点读数/mL
Ⅰ	2.50	22.58
Ⅱ	1.00	23.42
Ⅲ	0.00	19.92

①K₂Cr₂O₇溶液应该放在酸式滴定管中．
②写出滴定过程中反应的离子方程式6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
③所测K₂Cr₂O₇溶液的物质的量浓度为$\frac{m}{47.04}$mol/L（用含m的代数式表示）．
（3）某课题组通过实验检验莫尔盐晶体加热时的分解产物．
①甲同学提出猜想：分解产物可能是N₂、Fe₂O₃、SO₂、H₂O四种物质．你是否同意并说明理由：不同意，N、Fe的化合价均升高，没有化合价降低的元素．
②乙同学设计了如图装置，其中A装置中的固体变为红棕色，则固体产物中含有Fe₂O₃；C装置中红色褪去，说明气体产物中含有SO₂；C装置后应连接尾气吸收装置D，D中盛有的试剂可以是NaOH溶液（写一种即可）．
③丙同学想利用上述装置证明分解产物中含有氨气，只需更换B、C中的试剂即可，则更换后的试剂为B碱石灰，C酚酞溶液．
④丁同学认为莫尔盐分解可能会生成N₂、SO₂，拟从下列装置中选择必要的装置加以证明，则正确的连接顺序从左到右依次是A、G、H、I．

Answer 1

分析 （1）莫尔盐在空气中比硫酸亚铁稳定，但长期露置于空气中也会变质是盐中亚铁离子被氧化为铁离子，依据铁离子的检验方法选择试剂检验莫尔盐是否变质；
（2）①K₂C_r2O₇溶液中溶质为强氧化剂，能氧化橡胶管；
②酸性溶液中亚铁离子被重铬酸钾氧化为铁离子，重铬酸钾被还原为铬离子，结合原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式；
③图表数据中Ⅱ数据误差较大舍去，计算平均消耗溶液体积，结合离子方程式定量关系计算得到溶液浓度；
（3）①摩尔盐中N为-3价，Fe为+2价，S为+6价，根据产物中化合价分析；
②（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O受热分解的固体为红色固体，依据盐中元素守恒分析判断，红色固体为氧化铁，品红溶液褪色是二氧化硫的特征性质，二氧化硫是酸性氧化物，二氧化硫有毒污染空气，需要尾气吸收，用氢氧化钠溶液吸收；
③验证固体分解生成的气体中生成氨气，用碱石灰干燥气体除去酸性氧化物气体，氨气溶于水反应生成的是一水合氨溶液，一水合氨电离出氢氧根离子溶液显碱性；
④莫尔盐分解可能会生成N₂，SO₃，拟从下列装置如图2中选择必要的装置加以证明，利用装置A连接装置G安全瓶防止倒吸，通过装置H中的氯化钡溶液和盐酸混合溶液生成白色沉淀硫酸钡，证明生成三氧化硫．

解答 解：（1）莫尔盐在空气中比硫酸亚铁稳定，但长期露置于空气中也会变质是盐中亚铁离子被氧化为铁离子，检验莫尔盐是否变质的试剂是KSCN溶液，加入KSCN溶液后溶液变红色证明被氧化，若不变红色证明未被氧化，
故答案为：KSCN溶液；
（2）①K₂C_r2O₇溶液中溶质为强氧化剂，能氧化橡胶管，不能盛放在碱式滴定管中，应盛放在酸洗滴定管中，故答案为：酸；
②准确称取mg纯净的莫尔盐，在锥形瓶中加人20mL水充分溶解，用某酸性K₂Cr₂O₇溶液滴定至终点，酸性溶液中亚铁离子被重铬酸钾氧化为铁离子，重铬酸钾被还原为铬离子，反应的离子方程式为：6Fe²⁺+14H⁺+Cr₂O₇^2-=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：6Fe²⁺+14H⁺+Cr₂O₇^2-=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
③图表数据中Ⅱ数据误差较大舍去，计算平均消耗溶液体积V=$\frac{22.58-2.5+19.92}{2}$ml=20ml，设重铬酸钾溶液浓度为c，
6Fe²⁺+14H⁺+Cr₂O₇^2-=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
6                   1
$\frac{m}{392}$mol    0.020L×c
c=$\frac{m}{47.04}$mol/L，
故答案为：$\frac{m}{47.04}$；
（3）①N₂、Fe₂O₃，SO₃、H₂O反应时有Fe元素的化合价升高，氮元素化合价升高，无元素化合价降低不符合氧化还原反应规律，
故答案为：不同意，N、Fe的化合价均升高，没有化合价降低的元素；
②（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O受热分解的固体为红色固体，依据盐中元素守恒分析判断，红色固体只能为氧化铁，品红溶液褪色是二氧化硫的特征性质，C装置中红色褪去，说明气体产物中含有二氧化硫，二氧化硫是酸性氧化物，二氧化硫有毒污染空气，需要尾气吸收，用氢氧化钠溶液吸收，
故答案为：Fe₂O₃；SO₂；NaOH溶液；
③利用上述装置证明分解产物中含有氨气．只需更换B，C中的试剂即可，则更换后的试剂为B干燥管中用碱石灰吸收水蒸气、生成的二氧化硫或三氧化硫，C装置中是酚酞溶液，气体通入会变红色，证明生成的气体为氨气，
故答案为：碱石灰；酚酞溶液；
④要检验生成SO₃（g）、N₂，在甲组实验中的装置A产生气体后，经过安全瓶后通过氯化钡溶液检验SO₃，用排水集气法收集氮气，所以装置依次连接的合理顺序为A、G、H、I；
故答案为：G、H、I．

点评 本题考查性质实验方案设计，侧重考查学生知识综合应用、实验基本操作能力及实验方案设计能力，综合性较强，难点是排列实验先后顺序，根据实验目的及物质的性质进行排列顺序，注意要排除其它因素干扰，题目难度中等．