Question

【題目】硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]較硫酸亞鐵不易被氧氣氧化，是分析化學中重要的試劑，常用于代替硫酸亞鐵。硫酸亞鐵銨在 500 ℃時隔絕空氣加熱完全分解，發生了氧化還原反應，固體產物可能有FeO和Fe2O3，氣體產物可能有NH3、SO3、H2O、N2和SO2。

（1）為檢驗分解產物的成分，設計如下實驗裝置進行實驗，加熱A中的硫酸亞鐵銨至分解完全。

①A中固體充分加熱較長時間后，通入氮氣，目的是__________________________。

②為驗證A中殘留物是否含有FeO，需要選用的試劑有____________（填字母）。

A．KSCN溶液 B．稀硫酸 C．濃鹽酸 D．KMnO4溶液

③裝置B中BaCl2溶液的作用是為了檢驗分解產物中是否有________氣體生成，若含有該氣體，觀察到的現象為_______________________________________。

④若A中分解產物有N2，固體殘留物只有Fe2O3，Fe2O3的物質的量為b mol，C中沉淀物質的量為a mol，則b________________a（填“大于”“小于”或“等于”）。

⑤實驗中，觀察到C中有白色沉淀生成，則C中發生的反應的離子方程式為______________________

（2）為測定某固體樣品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的含量，某實驗小組做了如下實驗：

步驟一：準確稱量20.00 g硫酸亞鐵銨晶體，配制成100 mL溶液。

步驟二：取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中，加稀H2SO4酸化，實驗測定其與16.00mL 0.1000 mol/L KMnO4溶液恰好完全反應。已知(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的摩爾質量是392g/mol，則產品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的質量分數為_______________。

Answer 1

【答案】 使分解產生的氣體在B、C中被吸收充分 BD SO3 溶液變渾濁 小于 SO2 ＋ H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋ 62.72%

【解析】（1）①A中固體充分加熱較長時間后，通入氮氣目的是把反應產生的氣體全部在B、C裝置中完全吸收；答案為：使分解產生的氣體在B、C中被吸收充分；

②為驗證A中殘留物是否含有FeO，應該先用稀硫酸溶解，然后再用KMnO4溶液檢驗亞鐵離子，答案選BD；

③SO3氣體與水反應生成硫酸，硫酸與BaC12溶液的作用產生白色硫酸鋇沉淀；答案為： SO3 ； 溶液變渾濁 ；

④A中分解產物有N2，固體殘留物只有Fe2O3，Fe2O3的物質的量為bmol，C中沉淀物質的量為amol，根據化合價升降必相等，硫降低的化合價（2a）等于鐵升高的化合價（2b）和氮升高的化合價之和，則b小于a；答案選小于；

⑤C中有白色沉淀生成，是因為SO2被雙氧水氧化成SO42-，SO42-再與Ba2+結合成沉淀BaSO4，則C中發生的反應為SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+；答案為：SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+；

（2）根據反應5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O規律：設消耗(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 為xmol；

5Fe2+ ---------MnO4-

x 16.00 0.1000×10-3 解得x=0.008mol；

20.00 g硫酸亞鐵銨晶體含有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的質量0.008×100/25×392=12.544g

產品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的質量分數為=12.544/20=62.72%； 答案為62.72%；