Question

【題目】已知硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]俗稱莫爾鹽，其摩爾質(zhì)量為392 g/mol，可溶于水，在100℃~ 110 ℃時(shí)分解。為探究其化學(xué)組成，甲乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。

Ⅰ.探究莫爾鹽晶體加熱時(shí)的分解產(chǎn)物。

（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是溶液變紅，由此可知分解產(chǎn)物中有_____________。

（2）乙同學(xué)認(rèn)為莫爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中還含有SO3(g)、SO2(g)及N2(g)。為驗(yàn)證產(chǎn)物的存在，用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，裝置依次連接的合理順序?yàn)锳→H→__________________________→G

②證明含有SO3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________。

II.為測(cè)硫酸亞鐵銨純度,稱取m g 莫爾鹽樣品，配成500 mL溶液。甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。

甲方案：取25.00mL硫酸亞鐵銨溶液用0.1000molL-1的酸性K2Cr2O7溶液分三次進(jìn)行滴定。

乙方案：(通過(guò)NH4+測(cè)定)設(shè)計(jì)裝置如下圖所示。取25.00 mL樣品溶液進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)。

（1）滴定過(guò)程中，酸性K2Cr2O7溶液應(yīng)裝在_____________滴定管中。甲方案中的離子方程式為_________________________________。

（2）乙方案中量氣管中最佳試劑是______（填字母）。

a.水 b.飽和NaHCO3溶液 c.CC14

（3）乙方案中收集完氣體并恢復(fù)至室溫，讀數(shù)前應(yīng)進(jìn)行的操作是______________________________。

（4）若測(cè)得NH3(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為VL，則硫酸亞鐵銨純度為___________。(用含V、m的式子表示)

Answer 1

【答案】 NH3 F→D→E F中出現(xiàn)白色沉淀 酸式 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O c 上下移動(dòng)量氣管（滴定管），使左右兩邊液面相平 175 V/m×100%或×100%

【解析】I.（1）根據(jù)莫爾鹽的組成，莫爾鹽受熱分解產(chǎn)生的使酚酞溶液變紅的氣體為NH3。

（2）乙同學(xué)認(rèn)為莫爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中還含有SO3（g）、SO2（g）及N2（g），用BaCl2與足量鹽酸的混合液檢驗(yàn)SO3（g），用品紅溶液檢驗(yàn)SO2（g），N2難溶于水用排水法收集；由于SO3能被水溶液吸收，所以先檢驗(yàn)SO3（g），再檢驗(yàn)SO2（g），用NaOH溶液除去SO2，最后用排水法收集N2；裝置的合理連接順序?yàn)?/span>A→H→F→D→E→G。

II.（1）酸性K2Cr2O7溶液具有強(qiáng)氧化性，應(yīng)裝在酸式滴定管中。Cr2O72-將Fe2+氧化成Fe3+，自身被還原成Cr3+，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒配平。

（2）根據(jù)乙方案的裝置，硫酸亞鐵銨溶液與CaO反應(yīng)產(chǎn)生NH3，用堿石灰除去NH3中的H2O（g），用量氣法量取NH3的體積，水和飽和NaHCO3溶液能吸收NH3，NH3難溶于CCl4，量氣管中最佳試劑為CCl4。

（3）用量氣體的體積進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)時(shí)，還需要測(cè)量溫度和壓強(qiáng)，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)束要恢復(fù)到室溫，使氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓。

（4）根據(jù)N守恒計(jì)算硫酸亞鐵銨的質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

I.（1）裝置B中的堿石灰吸收分解產(chǎn)生的酸性氣體，裝置C中酚酞溶液變紅，根據(jù)莫爾鹽的組成，則莫爾鹽受熱的分解產(chǎn)物中有NH3。

（2）乙同學(xué)認(rèn)為莫爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中還含有SO3（g）、SO2（g）及N2（g），用BaCl2與足量鹽酸的混合液檢驗(yàn)SO3（g），用品紅溶液檢驗(yàn)SO2（g），N2難溶于水用排水法收集；由于SO3能被水溶液吸收，所以先檢驗(yàn)SO3（g），再檢驗(yàn)SO2（g），用NaOH溶液除去SO2，最后用排水法收集N2；裝置的合理連接順序?yàn)?/span>A→H→F→D→E→G。

①根據(jù)上述分析，裝置的合理連接順序?yàn)?/span>A→H→F→D→E→G。

②證明含有SO3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：裝置F中出現(xiàn)白色沉淀。

II.（1）酸性K2Cr2O7溶液具有強(qiáng)氧化性，應(yīng)裝在酸式滴定管中。Cr2O72-將Fe2+氧化成Fe3+，自身被還原成Cr3+，1molCr2O72-參與反應(yīng)得到6mol電子，1molFe2+參與反應(yīng)失去1mol電子，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，甲方案中的離子方程式為Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

（2）根據(jù)乙方案的裝置，硫酸亞鐵銨溶液與CaO反應(yīng)產(chǎn)生NH3，用堿石灰除去NH3中的H2O（g），用量氣法量取NH3的體積。a項(xiàng)，由于NH3極易溶于水，水能吸收NH3；b項(xiàng)，由于NH3極易溶于水且其水溶液呈堿性，飽和NaHCO3溶液吸收NH3；c項(xiàng)，NH3難溶于CCl4，不吸收NH3；量氣管中最佳試劑為CCl4，答案選c。

（3）用量氣體的體積進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)時(shí)，還需要測(cè)量溫度和壓強(qiáng)，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)束要恢復(fù)到室溫，使氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓。乙方案中收集完氣體并恢復(fù)至室溫，讀數(shù)前應(yīng)進(jìn)行的操作是：上下移動(dòng)量氣管（滴定管），使左右兩邊液面相平。

（4）根據(jù)N守恒，25.00mL樣品中n[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]=n（NH3）=mol，500mL溶液中n[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]=mol=mol，m[（NH4）2SO4·FeSO4·H2O]=mol392g/mol=g，則硫酸亞鐵銨純度為100%=100%。