已知硫酸亚铁铵晶体为浅绿色.易溶于水.不溶于乙醇.在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4都要小,能水解,具有还原性.但比硫酸亚铁稳定．以下是将绿矾(FeSO4•7H2O).硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体的流程图．(已知:(NH4)2SO4+FeSO4+6H2O?(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O↓)根据� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．已知硫酸亚铁铵晶体为浅绿色，易溶于水、不溶于乙醇，在水中的溶解度比FeSO₄和（NH₄）₂SO₄都要小；能水解；具有还原性，但比硫酸亚铁稳定．以下是将绿矾（FeSO₄•7H₂O）、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体的流程图．
（已知：（NH₄）₂SO₄+FeSO₄+6H₂O?（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O↓）根据图回答：

（1）步骤1中Na₂CO₃的主要作用是除去铁屑表面的油污．
（2）步骤2中铁屑过量的目的是（用离子方程式表示）：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．步骤2中溶液趁热过滤的原因是防止溶液冷却时，FeSO₄因析出而损失．
（3）步骤3中，加入（NH₄）₂SO₄固体后，应加热到溶液表面出现晶膜时，停止加热．为什么不能蒸干？蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，晶体会受热分解或氧化．需经过的实验操作包括：蒸发浓缩、冷却结晶、减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥
的晶体．步骤3中制得的晶体要用无水乙醇洗涤的目的是利用乙醇的挥发，除去晶体表面附着的水分．
（4）摩尔盐产品中离子的检验：
甲同学提出可以用湿润的红色石蕊试纸、稀盐酸和Ba（OH）₂溶液检验出这三种离子．
乙同学提出检验产品中的Fe²⁺，可以用KSCN溶液和另一种试剂氯水或H₂O₂等来检验，试简述乙同学操作和现象：先加KSCN无明显现象，后加氯水，溶液显血红色．
（5）产品中Fe²⁺的定量分析：
制得的摩尔盐样品中往往含有极少量的Fe³⁺．为了测定摩尔盐产品中Fe²⁺的含量，一般采用在酸性下用KMnO₄标准液滴定的方法．
称取4.0g的摩尔盐样品，溶于水，并加入适量稀硫酸．用0.2mo1/L KMnO₄溶液滴定，当溶液中Fe²⁺ 全部被氧化时，消耗KMnO₄溶液体积10.00mL．
①本实验的指示剂D．
A．酚酞 B．甲基橙 C．石蕊 D．不需要
②KMnO₄溶液置于酸式（酸式、碱式）滴定管中
③产品中Fe²⁺的质量分数为14%．

分析废铁屑在碳酸钠溶液中洗涤除去表面的油污，小火加热用用倾析法分离洗涤铁屑，加入稀硫酸溶液水浴加热、趁热过滤，得到滤液中加入一定量硫酸铵固体，溶液表面出现晶膜时，停止加热，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，温度过高晶体分解货被空气中氧气氧化，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体，
（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解使Na₂CO₃溶液呈碱性，油脂在碳酸钠溶液中水解生成溶于水的物质；
（2）防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，步骤2中溶液趁热过滤防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失；
（3）步骤3中，加入（NH₄）₂SO₄固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，温度过高晶体分解货被空气中氧气氧化，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体，乙醇易挥发，和水任意比混溶；
（4）摩尔盐中含有的三种离子分别为亚铁离子、硫酸根和铵根，验证铵根需要氢氧根离子、验证硫酸根需要钡离子，依据所给试剂判断还需要氢氧化钡；亚铁离子遇到氧化剂被氧化为铁离子，铁离子遇KSCN变红色；
（5）①MnO₄^-为紫色，当滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，说明滴定到终点；
②KMnO₄溶液具有强氧化性，应放置在酸式滴定管中；
③根据关系式5Fe²⁺～MnO₄^-，计算4g产品中Fe²⁺的物质的量，进而计算Fe²⁺的质量，再根据质量分数定义计算．

解答解：（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使Na₂CO₃溶液呈碱性，Na₂CO₃的主要作用是除去铁屑表面的油污，
故答案为：除去铁屑表面的油污；
（2）Fe²⁺易被氧化为Fe³⁺，氧化的Fe³⁺与Fe发生反应Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，步骤2中溶液趁热过滤防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失，
故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；防止溶液冷却时，FeSO₄因析出而损失；
（3）步骤3中，加入（NH₄）₂SO₄固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，温度过高晶体分解货被空气中氧气氧化，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过减压过滤（或抽滤）等得到较为干燥的晶体，步骤3中制得的晶体要用无水乙醇洗涤的目的是：硫酸亚铁铵晶体为浅绿色，易溶于水、不溶于乙醇，利用乙醇的挥发，除去晶体表面附着的水分，
故答案为：蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，晶体会受热分解或氧化；蒸发浓缩、冷却结晶；利用乙醇的挥发，除去晶体表面附着的水分；
（4）甲同学提出可以用湿润的红色石蕊试纸检验溶液显碱性、稀盐酸和Ba（OH）₂ 溶液检验出这三种离子，乙同学提出检验产品中的Fe²⁺，可以用KSCN溶液和另一种试剂为氧化剂，可以是氯水或H₂O₂能氧化亚铁离子为铁离子来检验，操作和现象为：先加KSCN无明显现象，后加氯水，溶液显血红色证明是亚铁离子，
故答案为：红色石蕊；Ba（OH）₂；氯水或H₂O₂；先加KSCN无明显现象，后加氯水，溶液显血红色；
（5）①MnO₄^-为紫色，当滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，说明滴定到终点，故不需要外加指示剂，故选：D，故答案为：D；
②KMnO₄溶液具有强氧化性，强氧化性可以腐蚀橡胶管，使用时通常加酸，故应放置在酸式滴定管中．
故答案为：酸式；
③令4g产品中Fe²⁺的物质的量为xmol，则：
5Fe²⁺～～～～～～MnO₄^-，
5 1
xmol 0.01L×0.2mol/L
所以x=$\frac{0.01L×0.2mol/L×5}{1}$=0.01mol．
所以4g产品中Fe²⁺的质量0.01mol×56g/mol=0.56g．
所以4g产品中Fe²⁺的质量分数为$\frac{0.56g}{4g}$×100%=14%．
故答案为：14%．