Question

8．某化学实验小组制备硫酸亚铁铵晶体并设计实验测定其组成，他们进行了以下实验：
I．向FeSO₄溶液中加入饱和（NH₄）₂SO₄溶液，经过“一系列操作”后得到一种浅蓝绿色的硫酸亚铁铵晶体，这种晶体俗名“摩尔盐”，它比绿矾（FeSO₄•7H₂O）要稳定得多．将此摩尔盐低温烘干后，称取7.84g加热至100℃失去全部结晶水，质量变为5.68g
II．选择如图所示的部分装置连接起来，检查气密性后，将上述5.68g固体放入A装置的锥形瓶中，再向锥形瓶中加入足量NaOH浓溶液，充分吸收产生的气体并测出气体质量为0.68g．

III．向A中加入适量3%的H₂O₂溶液，充分振荡后滤出沉淀，洗净、干燥、灼烧后，测得其质量为1.6g．
根据上述实验回答下列问题：
（1）实验I中，要检验FeSO₄溶液中是否含有Fe³⁺常用的试剂是KSCN溶液，“一系列操作”依次为蒸发浓缩、冷却结晶和过滤．
（2）实验II中，选择的装置是A接C接D（填代号），A装置中未使用分液漏斗的理由是NaOH溶液对分液漏斗活塞、旋塞的磨口腐蚀性强．
（3）向锥形瓶中加入NaOH溶液的操作方法是打开止水夹，缓慢推压注射器活塞，吸收A中产生的气体所用试剂应是H₂SO₄溶液，实验小组的同学为保证A中产生的气体被完全吸收，以准确测量其质量，他们在A中反应停止后再进行的操作是用注射器向A中注入空气，使装置中的氨气全部进入吸收液．
（4）根据上述实验数据计算，7.84g摩尔盐中SO₄^2-的质量为3.84g，摩尔盐中n（NH${\;}_{4}^{+}$）：n（Fe²⁺）：（SO${\;}_{4}^{2-}$）：n（H₂O）=2：1：2：6．

Answer 1

分析 （1）可用KSCN检验Fe³⁺，由溶液制备晶体，可进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作；
（2）莫尔盐与氢氧化钠溶液反应生成氨气，可用稀硫酸吸收，注意防止倒吸，氢氧化钠具有强腐蚀性，可与二氧化硅反应；
（3）加入氢氧化钠溶液时，应先打开止水夹，缓慢推压注射器活塞，用稀硫酸吸收氨气，为保证气体完全吸收，可用注射器向A中注入空气；
（4）由题给数据可知7.84g摩尔盐中m（H₂O）=7.84g-5.68g=2.16g，生成的m（NH₃）=0.68g，m（Fe₂O₃）=1.6g，以此可确定SO₄^2-的质量以及n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（（SO₄^2-）：n（H₂O）的比值．

解答 解：（1）可用KSCN检验Fe³⁺，如含Fe³⁺，则加入KSCN，溶液变为血红色，由溶液制备晶体，可进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作，
故答案为：KSCN溶液；蒸发浓缩；冷却结晶；
（2）莫尔盐与氢氧化钠溶液反应生成氨气，生成氨气先用碱石灰干燥，以除去水，然后用稀硫酸在D装置内吸收氨气，以防止倒吸，氢氧化钠具有强腐蚀性，可与二氧化硅反应，则可用注射器加入氢氧化钠溶液，
故答案为：C、D； NaOH溶液对分液漏斗活塞、旋塞的磨口腐蚀性强；
（3）加入氢氧化钠溶液时，应先打开止水夹，缓慢推压注射器活塞，用稀硫酸吸收氨气，为保证气体完全吸收，可用注射器向A中注入空气，使装置中的氨气全部进入吸收液，
故答案为：打开止水夹，缓慢推压注射器活塞；H₂SO₄溶液；用注射器向A中注入空气，使装置中的氨气全部进入吸收液；
（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，
生成的m（NH₃）=0.68g，m（Fe₂O₃）=1.6g，
则n（NH₃）=$\frac{0.68g}{17g/mol}$=0.04mol，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，
故答案为：3.84；2：1：2：6．

点评 本题考查物质的含量测定，侧重于学生的分析能力、计算能力和实验能力的考查，题目难度中等，注意把握相关实验基本方法和注意事项．