Question

17．已知硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]（俗稱莫爾鹽）可溶于水，在100℃～110℃時(shí)分解，其探究其化學(xué)性質(zhì)，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1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)如圖1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NH₃（填化學(xué)式）．
（2）乙同學(xué)認(rèn)為莫爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中還可能含有SO₃（g）、SO₂（g）及N₂（g）．為驗(yàn)證產(chǎn)物的存在，用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
①乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，裝置依次連按的合理順序?yàn)椋篈→H→F→D→E→G．
②證明含有SO₃的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是F中有白色沉淀；安全瓶H的作用是防倒吸．
II．為測(cè)定硫酸亞鐵銨純度，稱取mg莫爾鹽樣品，配成500mL溶液．甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖3兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案．
甲方案：取25.00mL樣品溶液用0.1000mol/L的酸性K₂Cr₂O₇溶液分三次進(jìn)行滴定．
乙方案（通過(guò)NH₄⁺測(cè)定）：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)裝置如圖所示．取25.00mL樣品溶液溶液進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)．
請(qǐng)回答：（1）甲方案中的離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（2）乙方案中量氣管中最佳試劑是c．
a．水    b．飽和NaHCO₃溶液  c．CCl₄       d．飽和NaCl溶液
（3）乙方案中收集完氣體并恢復(fù)至室溫，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，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）若測(cè)得NH₃為VL（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則硫酸亞鐵銨純度為$\frac{392V×20}{44.8m}$×100%（列出計(jì)算式，硫酸亞鐵銨的相對(duì)分子質(zhì)量為392 ）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）莫爾鹽[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生氨氣和二氧化硫、三氧化硫等酸性氣體，根據(jù)裝置圖可知，堿石灰可以吸收酸性氣體，氨氣遇到酚酞溶液會(huì)變紅色；
（2）①要檢驗(yàn)生成SO₃（g）、SO₂（g）及N₂，在甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A產(chǎn)生氣體后，經(jīng)過(guò)安全瓶后通過(guò)氯化鋇溶液檢驗(yàn)SO₃，再通過(guò)品紅溶液檢驗(yàn)SO₂，用濃氫氧化鈉除去二氧化硫，用排水集氣法收集氮?dú)�，�?jù)此答題；
②SO₃通入氯化鋇溶液中可以產(chǎn)生硫酸鋇沉淀，H裝置導(dǎo)氣管都是略露出膠塞，起到安全瓶作用；
Ⅱ．（1）甲方案中的反應(yīng)，酸性K₂Cr₂O₇溶液氧化硫酸亞鐵生成硫酸鐵，亞鐵離子具有還原性，易被氧化；
（2）根據(jù)氨氣的溶解性和裝置特點(diǎn)分析，氨氣極易溶于水，氣體通過(guò)不能是水溶液；
（3）讀數(shù)時(shí)，應(yīng)使左右壓強(qiáng)相等；
（4）根據(jù)氨氣的體積計(jì)算氨氣的物質(zhì)的量，根據(jù)N守恒計(jì)算出硫酸亞鐵銨的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：Ⅰ．（1）莫爾鹽[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生氨氣和二氧化硫、三氧化硫等酸性氣體，根據(jù)裝置圖可知，堿石灰可以吸收酸性氣體，氨氣遇到酚酞溶液會(huì)變紅色，所以裝置C 中可觀察到的現(xiàn)象是溶液變紅，由此可知莫爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中有 NH₃．裝置B的主要作用是 吸收分解產(chǎn)生的酸性氣體，
故答案為：溶液變紅；NH₃；
（2）①要檢驗(yàn)生成SO₃（g）、SO₂（g）及N₂，在甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A產(chǎn)生氣體后，經(jīng)過(guò)安全瓶后通過(guò)氯化鋇溶液檢驗(yàn)SO₃，再通過(guò)品紅溶液檢驗(yàn)SO₂，用濃氫氧化鈉除去二氧化硫，用排水集氣法收集氮?dú)�，所以裝置依次連接的合理順序?yàn)锳、H、F、D、E、G，
故答案為：FDE；
②SO₃通入氯化鋇溶液中可以產(chǎn)生硫酸鋇沉淀，證明含有SO₃的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 F中有白色沉淀，H裝置導(dǎo)氣管都是略露出膠塞，起到安全瓶作用，防止液體倒吸，
故答案為：F中有白色沉淀；防倒吸；
II．（1）重鉻酸鉀溶液具有氧化性，能氧化亞鐵離子為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（2）乙方案中，裝置中的導(dǎo)管在液面以上，符合排液體收集氣體要求，量氣管中液體應(yīng)不能溶解氨氣，氨氣易溶于水和飽和碳酸氫鈉溶液、飽和氯化鈉溶液，難溶于四氯化碳，故用排四氯化碳法收集，
故答案為：c；
（3）讀數(shù)時(shí)，應(yīng)使左右壓強(qiáng)相等保證讀數(shù)準(zhǔn)確，可上下移動(dòng)滴定管，使左右兩邊液面相平，
故答案為：上下移動(dòng)量氣管（滴定管），使左右兩邊液面相平；
（4）VL氨氣的物質(zhì)的量為：$\frac{VL}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22.4}$mol，
m g硫酸亞鐵銨樣品中含N的物質(zhì)的量為$\frac{500}{25}$×$\frac{V}{22.4}$mol=$\frac{20V}{22.4}$mol，
硫酸亞鐵銨的純度為：$\frac{\frac{20V}{22.4}×\frac{1}{2}mol×392g/mol}{mg}$×100%=$\frac{392V×20}{44.8m}$×100%
故答案為：$\frac{392V×20}{44.8m}$×100%；

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)基本操作能力及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，綜合性較強(qiáng)，難點(diǎn)是排列實(shí)驗(yàn)先后順序，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募拔镔|(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行排列順序，注意要排除其它因素干擾，題目難度中等．