Question

【題目】莫爾鹽的化學式為( NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，溶于水而不溶于乙醇，常被用作氧化還原滴定的基準物。下面是制取莫爾鹽的部分裝置與實驗步驟：

①將鐵屑放入小燒杯中，加適量的Na2CO3溶液，小火加熱幾分鐘，倒掉溶液后，用蒸餾水洗凈鐵屑，晾干。

②在錐形瓶中加入2.24 g 鐵屑和少量碳粉，由分液漏斗滴加20 mL 3 mol/L硫酸溶液。

③待反應結束后，由分液漏斗加入適量的(NH4)2SO4溶液，過濾。在濾液中加入一定量的乙醇，待晶體析出后，過濾、洗滌、晾干，得莫爾鹽晶體。

請回答下列問題：

（1）實驗開始前，檢查反應器氣密性的方法為_____________________。

（2）步驟①中Na2CO3溶液的作用是_____________________________________。

（3）步驟②中滴加硫酸溶液時留取少許溶液于分液漏斗中的原因是__________________，加入少量碳粉的作用是_________________________________________。

（4）步驟③中理論上需加入2 mol/L 的(NH4)2SO4溶液______________mL。

（5）取10.00 g鉻青銅樣品，將其中的鉻氧化為H2CrO4，再加入硫酸酸化，并配成250mL溶液，取出25.00 mL用濃度為0.0180 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定，終點時用去標準液20.75 mL。已知弱酸H2CrO4被還原為Cr3+，則滴定時反應的離子方程式為_____________________________________。該樣品中鉻元素的質量分數為______。

Answer 1

【答案】 關閉止水夾，打開分液漏斗活塞向錐形瓶中滴加水，若一段時間后水不能滴下來，則反應器氣密性良好。（或：關閉分液漏斗活塞，打開止水夾，將導管口置于水槽中液面下，微熱錐形瓶，若導管口有氣泡產生，停止加熱一段時間后，管口倒吸形成一段水柱，則反應器氣密性良好。） 除去鐵屑表面的油污 起液封作用，（防止Fe2+被氧化） 與鐵、稀硫酸構成原電池，加快反應速率 20 H2CrO4+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++4H2O 0.65或65%

【解析】（1）實驗開始前，檢查反應器氣密性的方法為：關閉止水夾，打開分液漏斗活塞向錐形瓶中滴加水，若一段時間后水不能滴下來，則反應器氣密性良好；（或：關閉分液漏斗活塞，打開止水夾，將導管口置于水槽中液面下，微熱錐形瓶，若導管口有氣泡產生，停止加熱一段時間后，管口倒吸形成一段水柱，則反應器氣密性良好）；正確答案：關閉止水夾，打開分液漏斗活塞向錐形瓶中滴加水，若一段時間后水不能滴下來，則反應器氣密性良好。（或：關閉分液漏斗活塞，打開止水夾，將導管口置于水槽中液面下，微熱錐形瓶，若導管口有氣泡產生，停止加熱一段時間后，管口倒吸形成一段水柱，則反應器氣密性良好）。

（2）Na2CO3溶液水解顯堿性，能夠與油污發生反應，可以洗滌鐵粉中的油污；正確答案：除去鐵屑表面的油污。

（3）步驟②中滴加硫酸溶液時留取少許溶液于分液漏斗中，能夠起到液封作用，防止空氣把Fe2+氧化；鐵、碳和稀硫酸構成原電池，加快反應速率；正確答案：起液封作用，（防止Fe2+被氧化）；與鐵、稀硫酸構成原電池，加快反應速率。

（4）2.24 g 鐵屑與20 mL 3 mol/L硫酸溶液反應，硫酸過量，消耗鐵的量為0.04mol，生成硫酸亞鐵的量為0.04 mol，然后根據(NH4)2SO4+FeSO4+6H2O =( NH4)2Fe(SO4)2·6H2O反應可知消耗n(NH4)2SO4)=0.04 mol, 根據c×V=n可知，0.04=2×V，V=0.02L=20 mL；正確答案：20。

（5）根據題給信息可知，H2CrO4能夠把(NH4)2Fe(SO4)2中的亞鐵離子氧化為鐵離子，本身還原為Cr3+，反應的離子方程式為H2CrO4+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++4H2O； 根據反應關系：H2CrO4-3Fe2+可知：25.00 mL溶液中n((NH4)2Fe(SO4)2)=n(Fe2+)=0.018×20.75×10-3=3.735×10-4mol, n( H2CrO4)=1.245×10-4mol,則250mL溶液含有n( H2CrO4)=1.245×10-3 mol；m(Cr)= 1.245×10-3×52g; 該樣品中鉻元素的質量分數為1.245×10-3×52/10×100%=65%；正確答案：H2CrO4+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++4H2O；65%或0.65