Question

【題目】某化學興趣小組擬用如下圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。

提供化學藥品：鐵屑、稀硫酸、氫氧化鈉溶液。

（1）稀硫酸應放在_____________中(填寫儀器名稱)。

（2）本實驗通過控制A、B、C三個開關，可將儀器中的空氣排盡，具體操作為：關閉開關_______，打開開關________，打開分液漏斗活塞；待反應一段時間排盡空氣后，再關閉開關_______，打開開關_______，就可觀察到氫氧化亞鐵的顏色。試分析實驗開始時需排盡裝置中空氣的理由_______________________________（用化學反應方程式作答）。

（3）某同學認為本實驗中應該用鐵釘代替鐵粉，他的理由是________________________。

（4）在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固體可制備摩爾鹽晶體[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] (相對分子質量392)，該晶體比一般亞鐵鹽穩定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇。

①從摩爾鹽水溶液中提取 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶體的具體操作是______________，用乙醇洗滌，干燥。

②為了測定產品的純度，稱取10 g產品溶于50 mL水中，配制成250 mL溶液，用濃度為0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待測液體積均為25.00 mL，實驗結果記錄如下：

實驗次數	第一次	第二次	第三次
消耗高錳酸鉀溶液體積/mL	25.52	25.02	24.98

通過實驗數據計算的該產品純度為________，上表中第一次實驗中記錄數據明顯大于后兩次，其原因可能是________。

A．第一次滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結束無氣泡

B．第一次實驗結束時俯視刻度線讀取酸性高錳酸鉀溶液的體積

C．第一次滴定用的錐形瓶用待測液潤洗過

D．第一次實驗裝高錳酸鉀的滴定管清洗后沒有潤洗

Answer 1

【答案】分液漏斗ABCBA4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3鐵粉可能隨著溶液被壓入右邊的三頸瓶中蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾49%ACD

【解析】

試題（1）此實驗目的是制備氫氧化亞鐵，先用鐵和稀硫酸反應制備硫酸亞鐵，此反應在裝置2中進行，稀硫酸是溶液，應盛放在分液漏斗中；（2）關閉A，打開B、C，利用裝置2中產生的氫氣，把裝置3中的空氣排盡，使裝置處于還原氛圍，然后關閉B，打開A，2中產生氣體壓強增大，把產生的FeSO4壓入到裝置3中產生Fe（OH）2；氫氧化亞鐵易被空氣中的氧氣氧化。（3）鐵粉可能隨著溶液被壓入右邊的三頸瓶中；（4）①蒸發濃縮，冷卻結晶，可以從溶液中獲得結晶水合物；②因為第一次與第二次、第三次相差較大，舍去不計，消耗高錳酸鉀溶液的體積為ml=25mL，根據離子反應方程式MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O計算產品純度；第一次滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結束無氣泡，所消耗的液體體積增加；俯視讀數，造成所讀的體積偏小；錐形瓶用待測液潤洗，待測液的物質的量增加，則消耗高錳酸鉀的體積增加；第一次實驗裝高錳酸鉀的滴定管清洗后沒有潤洗，造成高錳酸鉀濃度偏小，消耗體積偏大。

解析：（1）此實驗目的是制備氫氧化亞鐵，先用鐵和稀硫酸反應制備硫酸亞鐵，此反應在裝置2中進行，稀硫酸是溶液，應盛放在分液漏斗1中；（2）關閉A，打開B、C，利用裝置2中產生的氫氣，把裝置3中的空氣排盡，使裝置處于還原氛圍，然后關閉B，打開A，產生氣體壓強增大，把產生的FeSO4壓入到裝置3中產生Fe（OH）2；氫氧化亞鐵易被空氣中的氧氣氧化，生成氫氧化鐵，對氫氧化亞鐵顏色的觀察產生干擾，所以要排除裝置中的空氣，防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，反應方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3。（3）鐵粉可能隨著溶液被壓入右邊的三頸瓶中；（4）①蒸發濃縮，冷卻結晶，可以從溶液中獲得結晶水合物，從摩爾鹽水溶液中提取 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶體的具體操作是蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，用乙醇洗滌，干燥；②因為第一次與第二次、第三次相差較大，舍去不計，消耗高錳酸鉀溶液的體積為ml=25mL，根據離子反應方程式MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，n[（NH4）2SO4FeSO46H2O]=5n（KMnO4）=25×10-3×0.01×5mol，則500mL溶液中含有n[（NH4）2SO4FeSO46H2O]=25×10-3×0.01×5×250/25mol=1.25×0.01=0.0125mol，所以質量分數=；第一次滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結束無氣泡，所消耗的液體體積增加，故A正確；俯視讀數，造成所讀的體積偏小，故B錯誤；錐形瓶用待測液潤洗，待測液的物質的量增加，則消耗高錳酸鉀的體積增加，故C正確；第一次實驗裝高錳酸鉀的滴定管清洗后沒有潤洗，造成高錳酸鉀濃度偏小，消耗體積偏大，故D正確。