Question

【題目】某結晶水合物含有CO32-、SO42-、SO32-、Fe2+、Fe3+、NH4+、Ba2+中的三種離子，實驗小組為確定其化學式做了如下實驗：

①準確稱取6.125g樣品，配制成250.00mL溶液X。

②取20.00mL溶液X，加入足量鹽酸，無明顯現象；再加足量BaCl2溶液，產生白色沉淀；將沉淀過濾、洗滌、干燥至恒重，得白色固體0.5825g。

③取20.00mL溶液X，加入適量稀硫酸酸化后，用0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至終點，重復滴定三次，測得消耗KMnO4溶液體積的平均值為25.00mL。

④設計如圖所示的裝置，取20.00mL溶液Ⅹ進行實驗，實驗前后B裝置增重0.04250g。

⑤取少量溶液X，滴加0.1 mol ·L-1 KSCN溶液無明顯現象，再向其中滴加0.1mol·L-1AgNO3溶液，有白色沉淀生成。

回答下列問題；

(1)完成實驗①所需要的玻璃儀器有；燒杯、玻璃棒、量筒、____________________。

(2)實驗③達到滴定終點的現象是________________________________________。

(3)實驗④的反應結束后，打開止水夾通入N2的作用是_________________________。

(4)根據以上實驗數據計算該結晶水合物的化學式為_________________________。

(5)某同學查閱資料發現 AgSCN為白色難溶物，Ag+可以氧化SCNˉ和Fe2+。為探究SCNˉ和Fe2+的還原性強弱，該同學設計了如圖實驗裝置并進行下列實驗。

先斷開電鍵K，向溶液X中滴加0.1 mol ·L-1 KSCN溶液，無明顯現象，說明_____________；閉合電鍵K后，若觀察到的實驗現象有溶液X逐漸變紅、右邊石墨電極上有固體析出、電流計指針偏轉，據此得出的結論是_____________，溶液變紅的原因是___________(用離子方程式表示)，該實驗設計的優點是_______________。

Answer 1

【答案】 250mL容量瓶、膠頭滴管 當最后一滴KMnO4標準溶液滴入時，溶液顏色變為淺紫紅色，且半分鐘內不再發生變化 使錐形瓶中產生的氨氣完全進入B裝置中被稀硫酸吸收 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 溶液中無Fe3+ Fe2+的還原性強于SCN- Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 氧化性、還原性離子不直接接觸。避免發生沉淀反應而導致離子濃度降低

【解析】（1）準確稱取6.125g樣品，配制成250.00mL溶液X時，用燒杯溶解藥品，用托盤天平稱量藥品，用膠頭滴管定容，需要用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、量筒、250mL容量瓶、膠頭滴管；(2)實驗③用0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定，達到滴定終點的現象是當最后一滴KMnO4標準溶液滴入時，溶液顏色變為淺紫紅色，且半分鐘內不再發生變化；(3)實驗④的反應結束后，打開止水夾通入N2，使錐形瓶中產生的氨氣完全進入B裝置中被稀硫酸吸收；（4）②取20.00mL溶液X，加入足量鹽酸，無明顯現象說明不含CO32-、SO32-；再加足量BaCl2溶液，產生白色沉淀說明含有SO42-，不含Ba2+；將沉淀過濾、洗滌、干燥至恒重，得白色固體硫酸鋇0.5825g，即，則250.00mL溶液X中含n(SO42-)=，m(SO42-)=，③取20.00mL溶液X，加入適量稀硫酸酸化后，用0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至終點，重復滴定三次，測得消耗KMnO4溶液體積的平均值為25.00mL，根據反應MnO4-+ 5Fe2++8H+=Mn2++ 5Fe3++4H2O可知，則250.00mL溶液X中含n(Fe2+)=，m(Fe2+)=，④設計如圖所示的裝置，取20.00mL溶液Ⅹ進行實驗，實驗前后B裝置增重0.04250g，則n(NH4+)= n(NH3)=，m(NH4+)=，故所含結晶水的質量為6.125g-3.00g-0.875g-0.5625g=1.6875g，n(H2O)=，n(NH4+)：n(Fe2+)：n(SO42-)：n(H2O)=，故該結晶水合物的化學式為(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；(5) 先斷開電鍵K，向溶液X中滴加0.1 mol ·L-1 KSCN溶液，無明顯現象，說明溶液中無Fe3+；閉合電鍵K后，若觀察到的實驗現象有溶液X逐漸變紅、右邊石墨電極上有固體析出、電流計指針偏轉，據此得出的結論是Fe2+的還原性強于SCN-，溶液變紅的原因是Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，該實驗設計的優點是氧化性、還原性離子不直接接觸。避免發生沉淀反應而導致離子濃度降低。