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【实验化学】硫酸亚铁铵的化学式为（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O，又名莫尔盐，是分析化学中常见的还原剂．某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度．
步骤一：铁屑的处理与称量．在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na2CO3溶液，加热，过滤、洗涤、干燥、称量，质量记为m1．
步骤二：FeSO4的制备．将上述铁屑加入到一定量的稀H2SO4中，充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸．滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中．滤渣干燥后称重，质量记为m2．
步骤三：硫酸亚铁铵的制备．准确称取所需质量的（NH4）2SO4加入“步骤二”中的蒸发皿中，缓缓加热一段时间后停止，冷却，待硫酸亚铁铵结晶后过滤．晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥，称量所得晶体质量．
步骤四：用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度．
回答下列问题：
（1）步骤三中称取的（NH4）2SO4质量为
（2）①铁屑用Na2CO3溶液处理的目的是
②将（NH4）2SO4与FeSO4混合后加热、浓缩，停止加热的时机是
③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为：Fe3+标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定．标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外，还应注意的问题是
④该实验最终通过
| 温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 70 |
| （NH4）2SO4 | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | 84.5 | 91.9 |
| FeSO4?7H2O | 40.0 | 48.0 | 60.0 | 73.3 | - | - |
| （NH4）2Fe（SO4）2?6H2O | 18.1 | 21.2 | 24.5 | 27.9 | 31.3 | 38.5 |
（1）完成实验步骤中的填空：
①称取4g铁屑，放入小烧杯，加入15mL10%Na2CO3溶液，小火加热10min以除去
②将处理好的铁屑放入小烧杯，加入15mL 3mol/L H2SO4溶液，水浴加热至不再有气体生成为止，趁热过滤去剩余铁屑，并用少量热水洗涤烧杯及滤纸，并将滤液和洗涤液一起转移到蒸发皿中，则蒸发皿中溶液的溶质为
③加入
（2）回答下列问题：
①硫酸亚铁溶液在空气中易被氧化变质，操作时应注意：a
②加热、浓缩溶液时，不浓缩至干的理由是
③硫酸亚铁和硫酸铵的混合溶液加热浓缩就能得到硫酸亚铁铵晶体，其原因是
④称取两份质量均为1.96g的该硫酸亚铁铵，制成溶液．用未知浓度的KMnO4酸性溶液进行滴定．
Ⅰ） 滴定时，将KMnO4酸性溶液装在
Ⅱ） 已知MnO4-被还原为Mn2+，试写出该滴定过程中的离子方程式：
Ⅲ） 判断该反应到达滴定终点的现象为
Ⅳ） 假设到达滴定终点时，用去V mL KMnO4酸性溶液，则该KMnO4酸性溶液的浓度为
| 1 |
| V |
| 1 |
| V |
| 温度/℃ | 10 | 20 | 30 |
| （NH4）2SO4 | 73.0 | 75.4 | 78.0 |
| FeSO4?7H2O | 20.0 | 26.5 | 32.9 |
| （NH4）2SO4?FeSO4 | 17.2 | 21.6 | 28.1 |
试回答下列问题：
（1）步骤1中加入10% Na2CO3溶液的主要作用是
（2）步骤3需要趁热过滤，原因是
（3）从步骤4到莫尔盐，必须进行的操作依次是
（4）若莫尔盐的饱和溶液中有水20克，当温度从30℃降至10℃，最多析出莫尔盐的质量是
A.2.18g B．大于2.18g C．小于 2.18g D．无法确定
（二）称取质量为1.96g的莫尔盐制成溶液．用未知浓度的酸性KMnO4溶液进行滴定．
（1）已知MnO4-被还原为Mn2+，试写出该滴定反应的离子方程式
（2）判断该反应到达滴定终点的现象为
（3）假设到达滴定终点时，用去VmL酸性KMnO4溶液，则该酸性KMnO4溶液的浓度为
| 1 |
| V |
| 1 |
| V |
| 温度/℃ 溶解度/g 盐 |
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| （NH4）2SO4 | 70.6 | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | - | 88.0 |
| FeSO4?7H2O | 15.7 | 20.5 | 26.5 | 32.9 | 40.2 | 48.6 | - |
| （NH4）SO4FeSO4?6H2O | 12.5 | 17.2 | 21.6 | 28.1 | 33.0 | 40.0 | - |
【实验原理】
【实验用品】
10%Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、（NH4）2SO4固体、蒸馏水、无水乙醇．锥形瓶、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、烧杯、铁架台、漏斗、托盘天平、量筒、滤纸．
【实验步骤】
（1）Fe屑的处理和称量
称取3g铁屑，放入锥形瓶，用l0%Na2CO3溶液，除去Fe屑表面的油污，将剩余的碱液倒掉，用蒸馏水把Fe冲洗干净，干燥后称其质量m1g．
（2）FeSO4的制备
将称量好的Fe屑放人锥形瓶中，加入l5mL 3mol/LH2SO4，加热10min后（有氢气生成，用明火加热注意安全）．
①a处的操作是
②制取FeSO4时，加入的Fe为什么要过量？（用离子方程式表示）
（3）（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O的制备
根据FeSO4的物质的量，计算并称取（NH4）2SO4固体，并将其加入上面实验的蒸发皿中，缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜为止．
①b处的操作是
（4）产品检验
微量Fe3+的分析．称0.5g产品置于25mL比色管中，加水溶解后加1mL 25%的KSCN溶液，继续加水至25mL刻度，摇匀，与教师所给标准对比，评价产品质量．写出该过程所发生反应的离子方程式：
【实验记录】
| 起始铁的质量m1/g | 反应后铁的质量m2/g | 莫尔盐的质量 | 产率 | |
| 理论产量/g | 实际产量m3/g | |||
| 5.0 | 2.2 | c | 14.7 | d |
下列两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，请你选择其中一题作答，如果两题全做，则按A题评分。
A．（12分）【物质结构与性质】
1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
⑴科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体晶格能数据如下表：
| 晶体 | NaCl | KCl | CaO |
| 晶格能／(kJ·mol－1) | 786 | 715 | 3 401 |
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是 ▲ 。
⑵科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，其中配位键和氢键均采用虚线表示。
①写出基态Cu原子的核外电子排布式 ▲ ；金属铜采用下列 ▲ （填字母代号）堆积方式。
 |
A B C D
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来） ▲ 。
③水分子间存在氢键，请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响 ▲ 。
④SO42－的空间构型是 ▲ 。
B．（12分）【实验化学】
硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O，又名莫尔盐，是分析化学中常见的还原剂。某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度。
步骤一：铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na2CO3溶液，加热，过滤、洗涤、干燥、称量，质量记为m1。
步骤二：FeSO4的制备。将上述铁屑加入到一定量的稀H2SO4中，充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重，质量记为m2。
步骤三：硫酸亚铁铵的制备。准确称取所需质量的(NH4)2SO4加入“步骤二”中的蒸发皿中，缓缓加热一段时间后停止，冷却，待硫酸亚铁铵结晶后过滤。晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥，称量所得晶体质量。
步骤四：用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度。
回答下列问题：
⑴步骤三中称取的(NH4)2SO4质量为 ▲ 。
⑵①铁屑用Na2CO3溶液处理的目的是 ▲ 。制备FeSO4溶液时，用右图装置趁热过滤，原因是 ▲ 。
②将(NH4)2SO4与FeSO4混合后加热、浓缩，停止加热的时机是 ▲ 。
③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为：Fe3＋标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定。标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外，还应注意的问题是 ▲ 。
④该实验最终通过 ▲ 确定硫酸亚铁铵产品等级。
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