题目内容

【题目】莫尔盐的化学式为( NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,溶于水而不溶于乙醇,常被用作氧化还原滴定的基准物。下面是制取莫尔盐的部分装置与实验步骤:

①将铁屑放入小烧杯中,加适量的Na2CO3溶液,小火加热几分钟,倒掉溶液后,用蒸馏水洗净铁屑,晾干。

②在锥形瓶中加入2.24 g 铁屑和少量碳粉,由分液漏斗滴加20 mL 3 mol/L硫酸溶液。

③待反应结束后,由分液漏斗加入适量的(NH4)2SO4溶液,过滤。在滤液中加入一定量的乙醇,待晶体析出后,过滤、洗涤、晾干,得莫尔盐晶体。

请回答下列问题:

(1)实验开始前,检查反应器气密性的方法为_____________________。

(2)步骤①中Na2CO3溶液的作用是_____________________________________。

(3)步骤②中滴加硫酸溶液时留取少许溶液于分液漏斗中的原因是__________________,加入少量碳粉的作用是_________________________________________。

(4)步骤③中理论上需加入2 mol/L 的(NH4)2SO4溶液______________mL。

(5)取10.00 g铬青铜样品,将其中的铬氧化为H2CrO4,再加入硫酸酸化,并配成250mL溶液,取出25.00 mL用浓度为0.0180 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,终点时用去标准液20.75 mL。已知弱酸H2CrO4被还原为Cr3+,则滴定时反应的离子方程式为_____________________________________。该样品中铬元素的质量分数为______。

【答案】 关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加水,若一段时间后水不能滴下来,则反应器气密性良好。(或:关闭分液漏斗活塞,打开止水夹,将导管口置于水槽中液面下,微热锥形瓶,若导管口有气泡产生,停止加热一段时间后,管口倒吸形成一段水柱,则反应器气密性良好。) 除去铁屑表面的油污 起液封作用,(防止Fe2+被氧化) 与铁、稀硫酸构成原电池,加快反应速率 20 H2CrO4+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++4H2O 0.65或65%

【解析】(1)实验开始前,检查反应器气密性的方法为:关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加水,若一段时间后水不能滴下来,则反应器气密性良好;(或:关闭分液漏斗活塞,打开止水夹,将导管口置于水槽中液面下,微热锥形瓶,若导管口有气泡产生,停止加热一段时间后,管口倒吸形成一段水柱,则反应器气密性良好);正确答案:关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加水,若一段时间后水不能滴下来,则反应器气密性良好。(或:关闭分液漏斗活塞,打开止水夹,将导管口置于水槽中液面下,微热锥形瓶,若导管口有气泡产生,停止加热一段时间后,管口倒吸形成一段水柱,则反应器气密性良好)。

(2)Na2CO3溶液水解显碱性,能够与油污发生反应,可以洗涤铁粉中的油污;正确答案:除去铁屑表面的油污。

(3)步骤②中滴加硫酸溶液时留取少许溶液于分液漏斗中,能够起到液封作用,防止空气把Fe2+氧化;铁、碳和稀硫酸构成原电池,加快反应速率;正确答案:起液封作用,(防止Fe2+被氧化);与铁、稀硫酸构成原电池,加快反应速率。

(4)2.24 g 铁屑与20 mL 3 mol/L硫酸溶液反应,硫酸过量,消耗铁的量为0.04mol,生成硫酸亚铁的量为0.04 mol,然后根据(NH4)2SO4+FeSO4+6H2O =( NH4)2Fe(SO4)2·6H2O反应可知消耗n(NH4)2SO4)=0.04 mol, 根据c×V=n可知,0.04=2×V,V=0.02L=20 mL;正确答案:20。

(5)根据题给信息可知,H2CrO4能够把(NH4)2Fe(SO4)2中的亚铁离子氧化为铁离子,本身还原为Cr3+,反应的离子方程式为H2CrO4+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++4H2O; 根据反应关系:H2CrO4-3Fe2+可知:25.00 mL溶液中n((NH4)2Fe(SO4)2)=n(Fe2+)=0.018×20.75×10-3=3.735×10-4mol, n( H2CrO4)=1.245×10-4mol,则250mL溶液含有n( H2CrO4)=1.245×10-3 mol;m(Cr)= 1.245×10-3×52g; 该样品中铬元素的质量分数为1.245×10-3×52/10×100%=65%;正确答案:H2CrO4+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++4H2O;65%或0.65

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