题目内容

9．摩尔盐是一种复盐，它易溶于水，不溶于乙醉，性质比一般亚铁盐稳定，不易被氧化．废铁屑为原料生产摩尔盐的主要流程如图：

（1）反应I为了加快铁屑（过量）的溶解，可采取的措施是Cu或CuSO4（写出一种即可）．
（2）废铁屑中含有少量氧化铁，无需在制备前除去，理由是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+（用离子方程式回答）．
（3）为确定摩尔盐的化学式，设计以下实验：称取23.52g新制摩尔盐，溶于水配制成10 液，将所得溶分成两等份．一份加入足量Ba（OH）2溶液，并微热，逸出能使湿润的红色纸变蓝的气体，同时生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色；用足童稀盐沉淀物，充分反应后过滤、洗涤和干燥，得白色固体13.98g．另一份用0.2000mol•L-1K2Cr2O7酸性溶液滴定，当Cr2072-恰好完全被还原为Cr3+时，消耗K2Cr207溶液的体积为25．（已知 6Fe2++Cr2072-+14H+=6Fe3++2Cr2++7H20）
①在上述实验过程中，确定Ba（OH）2溶液已经足量的方法是再加入一滴Ba（OH）2溶液，不再生成新的沉淀．
②通过计算确定摩尔盐的化学式．（写出计算过程）

分析 废铁屑碱洗除去油污，水洗除去表面碱液，加入硫酸和表面氧化铁反应生成硫酸铁和水，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁离子和铁反应生成亚铁离子，亚铁离子易被氧化，充入氮气把装置中空气排净；趁热过滤得到硫酸亚铁溶液，向硫酸亚铁溶液中加入硫酸铵结晶析出摩尔盐．
（1）可以加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应速率；
（2）氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，Fe与硫酸铁反应生成硫酸亚铁；
（3）①检验氢氧化钡已足量，即检验硫酸根离子沉淀完全；
②称取23.52g新制莫尔盐，溶于水配成溶液并分成两等份，一份加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀硫酸钡的质量为13.98g，其物质的量为$\frac{13.98g}{233g/mol}$=0.06mol，所以n（SO42-）=0.06mol，
另一份用0.2000mol•L-1K2Cr2O7酸性溶液滴定，当Cr2O72-恰好完全被还原为Cr3+时，消耗溶液的体积为25.00mL，根据题意，
   6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
   6         1
n（Fe2+）  0.2000mol•L-1×0.025L，
所以n（Fe2+）=0.005 mol×6=0.03mol，
根据电荷守恒：n（NH4+）+2n（Fe2+）=2n（SO42-），n（NH4+）=0.06mol，再计算n（H2O），由物质的量比确定化学式．

解答 解：（1）可以加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应速率，
故答案为：Cu或CuSO4；
（2）废铁中含氧化铁，无需制备前除去，因最终溶液是FeSO4溶液，氧化铁和硫酸生成硫酸铁、铁和硫酸铁生成硫酸亚铁，离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+，
故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+；
（3）①氢氧化钡和硫酸铁铵反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铁沉淀及氨气，若氢氧化钡不足，则溶液中存在硫酸根离子，故继续加入氢氧化钡沉淀，若无沉淀生成，证明氢氧化钡过量，具体操作为：再加入一滴Ba（OH）2溶液，不再生成新的沉淀，则说明氢氧化钡过量；
故答案为：再加入一滴Ba（OH）2溶液，不再生成新的沉淀；
②根据题意，白色沉淀的物质的量为 $\frac{13.98g}{233g/mol}$=0.06moln（SO42-）=0.06mol，
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
6              1
n（Fe2+）  0.2000mol•L-1×0.025L，
所以n（Fe2+）=0.005 mol×6=0.03mol，
根据电荷守恒：n（NH4+）+2n（Fe2+）=2n（SO42-），n（NH4+）=0.06mol，
n（H2O）=$\frac{\frac{25.52g}{2}-0.06mol×96g/mol-0.03mol×56g/mol-0.06mol×18g/mol}{18g/mol}$=0.18 mol，
所以n（SO42-）：n（Fe2+）：n（NH4+）：n（H2O）=0.06mol：0.03mol：0.06mol：0.18mol=2：1：2：6，所以莫尔盐的化学式为（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O[或（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]，
故答案为：莫尔盐的化学式为（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O．

点评 本题以莫尔盐的制备为载体，考查盐类水解、化学用语、原电池、物质分离提纯等有关实验操作以及综合运用知识解决问题的能力．题目难度中等．把握物质的性质、制备原理、化学计算技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用．

练习册系列答案
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