Question

4．硫酸亚铁铵[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]是透明、浅蓝绿色晶体，易溶于水而不溶于酒精等有机溶剂，在空气中一般比较稳定，不易被氧化．制备步骤如下：
步骤1．称取还原铁粉0.4g，炭粉0.3g，放入50mL 锥形瓶中，加入3.5mL2mol•L^-1硫酸置于60℃热水浴中加热（如图1），待反应完全，取出冷却，再加入6mol•L^-1的硫酸2mL．

步骤2．在上述反应液中加入浓氨水0.8mL，振荡混匀，抽滤（如图2）．向滤液中加入10mL无水乙醇，静置，大量晶体析出，倾析，再次抽滤．
步骤3．取出晶体，用干净的滤纸吸干，称量并分析样品．
请回答下列问题：
（1）步骤1中炭粉的作用是为了形成原电池加快反应速率，加人6mol•L^-1硫酸的作用是加入硫酸抑制Fe²⁺的水解．
（2）向滤液中加人无水乙醇目的是降低硫酸亚铁铵的溶解度有利于结晶析出．
（3）产品中金属阳离子的检验方法及现象取少量产品于试管中滴加KSCN无现象，滴加氯水后溶液显红色（取少量产品于试管中加水溶解，滴加氢氧化钠溶液后，有白色沉淀生成，迅速转变为灰绿色，最终变为红褐色或取少量产品于试管中加水溶解，滴加铁氰化钾有蓝色沉淀生成）．
（4）称取获得的硫酸亚铁铵[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]（摩尔质量为392g•mol^-1）1.9600g 配成100mL溶液，取出20.00mL滴加稀H₂SO₄酸化后用0.0100mol•L^-1KMnO₄标准溶液进行滴定，消耗KMnO₄溶液为18.00mL．
下列有关滴定的操作正确的是_（填字母编号）．
a．滴定过程中眼睛注视滴定管中液面变化
b．滴定完成后取下滴定管握住中部防止掉落
c．读数过程中保持滴定管自然悬垂
d．读数时视线与刻度线、凹液面最低处切线相平齐
滴定过程中反应离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，制得硫酸亚铁铵样品的纯度为90%．

Answer 1

分析 （1）加入碳粉，可与铁形成原电池反应，待反应完全，取出冷却，再加入6mol•L^-1的硫酸2mL，增大氢离子浓度，可抑制亚铁离子的水解；
（2）硫酸亚铁铵在乙醇中的溶解度较小；
（3）金属阳离子为亚铁离子，可被氧化生成铁离子，可与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀；
（4）读数时应保持滴定管自然悬垂，视线与刻度线、凹液面最低处切线相平齐，以避免误差，反应的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，n（KMnO₄）=0.0100mol•L^-1×0.018L=1.8×10^-4mol，结合方程式计算．

解答 解：（1）加入碳粉，可与铁形成原电池反应，可加快反应速率，待反应完全，取出冷却，再加入6mol•L^-1的硫酸2mL，增大氢离子浓度，可抑制亚铁离子的水解，
故答案为：为了形成原电池加快反应速率；加入硫酸抑制Fe²⁺的水解；
（2）硫酸亚铁铵在乙醇中的溶解度较小，加入乙醇，可降低硫酸亚铁铵的溶解度有利于结晶析出，故答案为：降低硫酸亚铁铵的溶解度有利于结晶析出；
（3）金属阳离子为亚铁离子，可被氧化生成铁离子，可与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀，检验方法是取少量产品于试管中滴加KSCN无现象，滴加氯水后溶液显红色（取少量产品于试管中加水溶解，滴加氢氧化钠溶液后，有白色沉淀生成，迅速转变为灰绿色，最终变为红褐色或取少量产品于试管中加水溶解，滴加铁氰化钾有蓝色沉淀生成），
故答案为：取少量产品于试管中滴加KSCN无现象，滴加氯水后溶液显红色（取少量产品于试管中加水溶解，滴加氢氧化钠溶液后，有白色沉淀生成，迅速转变为灰绿色，最终变为红褐色或取少量产品于试管中加水溶解，滴加铁氰化钾有蓝色沉淀生成）；
（4）a．滴定过程中眼睛注视锥形瓶内颜色的变化，故a错误；
b．滴定完成后取下滴定管，应握住旋塞部分，防止脱落，故b错误；
c．读数过程中保持滴定管自然悬垂，防止出现误差，故c正确；
d．读数时视线与刻度线、凹液面最低处切线相平齐，防止出现误差，为正确操作，故d正确，
反应的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，n（KMnO₄）=0.0100mol•L^-1×0.018L=1.8×10^-4mol，由离子方程式可知n（Fe²⁺）=5×1.8×10^-4mol=9×10^-4mol，则1.9600g 配成100mL溶液，含有n（（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O）=5×9×10^-4mol=4.5×10^-3mol，
m（（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O）=4.5×10^-3mol×392g•mol^-1=1.764g，
则纯度为$\frac{1.764}{1.960}×100%$=90%．
故答案为：cd；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；90%．

点评 本题考查物质的含量的测定，为高频考点，侧重考查学生的分析能力、实验能力和计算能力，注意把握物质的性质以及实验的原理，把握关系式法的计算以及应用，难度不大．