某小组以废铁屑.稀硫酸.饱和(NH4)2SO4溶液为原料.经过一系列反应和操作后.合成了浅蓝绿色晶体X．为确定其组成.进行如下实验．Ⅰ．结晶水的测定:称取7.48g浅蓝绿晶体.加热至100℃失去结晶水.冷却至室温后.称重.质量为5.68g．(1)在实验Ⅰ中.不可能用到的实验仪器是AD．A．烧杯 B．铁架台 C．坩埚 D．蒸发皿 E．酒精灯 F� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

4．某小组以废铁屑、稀硫酸、饱和（NH₄）₂SO₄溶液为原料，经过一系列反应和操作后，合成了浅蓝绿色晶体X．为确定其组成，进行如下实验．
Ⅰ．结晶水的测定：称取7.48g浅蓝绿晶体，加热至100℃失去结晶水，冷却至室温后，称重，质量为5.68g．
（1）在实验Ⅰ中，不可能用到的实验仪器是AD（填正确答案标号）．
A．烧杯 B．铁架台（带铁圈） C．坩埚 D．蒸发皿 E．酒精灯 F．干燥器
Ⅱ．$NH_4^+$的测定：将上述5.68g固体置于如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入氮气，用40.00mL 1mol•L^-1的硫酸溶液吸收产生氨气．蒸氨结束后取下接收瓶，用2mol•L^-1NaOH标准溶液滴定过剩的硫酸，到终点时消耗20.00mLNaOH溶液．

Ⅲ．铁元素的测定：将上述实验结束后三颈瓶中的溶液全部倒入锥形瓶中，向其中加入适量3%H₂O₂的溶液，充分振荡后滤出沉淀，洗净、干燥、灼烧后；测得其质量为1.60g．回答下列问题：
（2）在实验Ⅱ中，通入氮气的目的是将溶液中的氨全部赶出到装置③中被硫酸吸收．为保证实验准确实验操作前需要检查装置气密性．
（3）在实验中，检验沉淀是否洗净的方法是取最后一次洗涤液于试管中，滴入1-2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗净．
（4）根据上述实验数据计算，该浅蓝绿晶体的化学式为FeSO₄•（NH₄）₂ SO₄•6H₂O 或（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O．三颈瓶中发生反应的离子方程式为2NH₄⁺+Fe²⁺+4OH^-=Fe（OH）₂↓+2NH₃↑+2H₂O．

分析（1）称量用托盘天平，在坩埚中用酒精灯加热至100℃失去结晶水，然后在干燥器中冷却；
（2）实验Ⅱ的目的是测定铵根离子的含量，铵根离子含量根据氨气的量测定，将氨气全部赶出需通入氮气；
（3）溶液中存在硫酸铵，可用硝酸酸化的硝酸钡溶液检验最后一次洗涤液中是否存在硫酸根离子，以判断沉淀是否洗净；
（4）7.84g浅蓝绿晶体，加热后，称重，质量为5.68g，根据质量差求出水的质量及其物质的量，根据反应式2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O求出剩余硫酸的物质的量，根据反应式2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄求出与氨气反应的硫酸的物质的量，据此求出与硫酸反应的氨气的物质的量，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，测得其质量为1.6g为氧化铁，根据以上所求数据得出n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（（SO₄^2-）：n（H₂O）=2：1：2：6，据此求出该浅蓝绿晶体的化学式，亚铁离子和铵根离子和氢氧根反应生成氢氧化亚铁，据此书写离子反应方程式．

解答解：（1）结晶水的测定：称量需要托盘天平（G），加热需要酒精灯（E）、坩埚（C）、铁架台带铁圈（B）、玻璃棒、干燥时需干燥器（F）等，无须用烧杯（A）、蒸发皿（D），
故答案为：AD；
（2）实验Ⅱ的目的是测定铵根离子的含量，通过铵根离子和碱反应生成的氨气的量测定，NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，根据将氨气全部赶出到装置③中被硫酸吸收，减小误差需通入氮气，为保证实验准确实验操作前需要检查装置气密性，
故答案为：将溶液中的氨全部赶出到装置③中被硫酸吸收；检查装置气密性；
（3）溶液中存在硫酸铵，若未洗净，加入1-2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，有白色沉淀生成，所以检验沉淀是否洗净的方法是：取最后一次洗涤液于试管中，滴入1-2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗净，
故答案为：取最后一次洗涤液于试管中，滴入1-2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗净；
（4）由题给数据可知7.84g摩尔盐中m（H₂O）=7.84g-5.68g=2.16g，n（H₂O）=$\frac{2.16g}{18g/mol}$=0.12mol，消耗氢氧化钠的物质的量是n=cv=lmol•L^-1×40.00mL=0.04mol，则根据反应式2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O可知：剩余硫酸的物质的量是2mol•L^-1×20.00mL×$\frac{1}{2}$=0.02mol，则根据反应式2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄可知：与氨气反应的硫酸的物质的量是0.04mol-0.02mol=0.02mol，则与硫酸反应的氨气的物质的量是0.02mol×2=0.04mol，生成的m（NH₃）=0.68g，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，测得其质量为1.6g为氧化铁，m（Fe₂O₃）=1.6g，n（Fe₂O₃）=$\frac{1.6g}{160g/mol}$=0.01mol，则m（NH₄⁺）=0.04mol×18g/mol=0.72g，m（Fe²⁺）=0.02mol×56g/mol=1.12g，则m（SO₄^2-）=7.84g-2.16g-0.72g-1.12g=3.84g，n（SO₄^2-）=$\frac{3.84g}{96g/mol}$=0.04mol，所以n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（（SO₄^2-）：n（H₂O）=0.04mol：0.02mol：0.04mol：0.12mol=2：1：2：6，该浅蓝绿晶体的化学式为FeSO₄•（NH₄）₂ SO₄•6H₂O 或（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，三颈瓶中亚铁离子和铵根离子和氢氧根反应生成氢氧化亚铁，反应为：2NH₄⁺+Fe²⁺+4OH^-=Fe（OH）₂↓+2NH₃↑+2H₂O，
故答案为：FeSO₄•（NH₄）₂ SO₄•6H₂O 或（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O；2NH₄⁺+Fe²⁺+4OH^-=Fe（OH）₂↓+2NH₃↑+2H₂O．

点评本题主要考查了晶体组成的测定，同时考查了实验知识，主要是实验过程分析判断，质量分数的测定，熟练基本实验操作和掌握物质组成的测定方法，弄清实验原理是解题的关键，题目难度中等．

练习册系列答案

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14．下列关于物质性质的比较，错误的是（　　）

	A．	气态氢化物的稳定性强弱：HF＞HCl＞HBr＞HI
	B．	原子半径大小：Mg＞S＞O
	C．	碱性强弱：NaOH＜Mg（OH）₂
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15．某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行探究．

步骤一：这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜（催化剂），氧化成二氧化碳和水，再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收．2.12g有机物X的蒸气氧化产生7.04g二氧化碳和1.80g水．
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步骤三：用核磁共振仪测出X的¹H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2：3．如图2．
步骤四：利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图3．
试填空：
（1）X的分子式为C₈H₁₀；X的名称为对二甲苯．
（2）步骤二中的仪器分析方法称为质谱法．
（3）写出X与足量浓硝酸和浓硫酸混合物反应的化学方程式：

．
（4）写出X符合下列条件的同分异构体结构简式

、

．
①芳香烃 ②苯环上一氯代物有三种
（5）X以醋酸为溶剂在催化剂作用下用氧气氧化得到另一种重要的化工原料PTA，查阅资料得知PTA的溶解度：25℃时0.25g、50℃时0.97g、95℃时7.17g．得到的粗产品中有部分不溶性杂质，请简述实验室中提纯PTA的实验方案：将粗产品溶于适量热水中，趁热过滤，冷却结晶，过滤出晶体．

12．下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）

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19．在宇宙飞船和太空站中工作的宇航员，在密闭的工作舱内需要吸入氧气，呼出CO₂，飞船内可以使用一种物质，它能吸收CO₂，并产生氧气，该物质是过氧化钠，其反应的方程式为2CO₂+2Na₂O₂═2Na₂CO₃+O₂．

9．下列说法或有关化学用语的表达正确的是（　　）

	A．	在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
	B．	基态Fe原子的外围电子排布图为
	C．	因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大
	D．	根据原子核外电子排布的特点，在Fe元素周期表中位于ds区