Question

9．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（莫爾鹽，淺綠色，式量392）在定量分析中常用作標(biāo)定高錳酸鉀、重鉻酸鉀等溶液的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，還用化學(xué)試劑、醫(yī)藥以及用于冶金、電鍍等．回答下列問題：
（1）莫爾鹽在空氣中比硫酸亞鐵穩(wěn)定，但長期露置在空氣中也會變質(zhì)，檢驗(yàn)?zāi)獱桘}是否變質(zhì)的試劑是KSCN溶液．
（2）準(zhǔn)確稱取mg純凈的莫爾鹽，在錐形瓶中加入20mL水充分溶解，用某酸性K₂Cr₂O₇溶液滴定至終點(diǎn)．重復(fù)進(jìn)行3次，測得有關(guān)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)序號	起始讀數(shù)/mL	終點(diǎn)讀數(shù)/mL
Ⅰ	2.50	22.58
Ⅱ	1.00	23.42
Ⅲ	0.00	19.92

①K₂Cr₂O₇溶液應(yīng)該放在酸式滴定管中．
②寫出滴定過程中反應(yīng)的離子方程式6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
③所測K₂Cr₂O₇溶液的物質(zhì)的量濃度為$\frac{m}{47.04}$mol/L（用含m的代數(shù)式表示）．
（3）某課題組通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)獱桘}晶體加熱時(shí)的分解產(chǎn)物．
①甲同學(xué)提出猜想：分解產(chǎn)物可能是N₂、Fe₂O₃、SO₂、H₂O四種物質(zhì)．你是否同意并說明理由：不同意，N、Fe的化合價(jià)均升高，沒有化合價(jià)降低的元素．
②乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置，其中A裝置中的固體變?yōu)榧t棕色，則固體產(chǎn)物中含有Fe₂O₃；C裝置中紅色褪去，說明氣體產(chǎn)物中含有SO₂；C裝置后應(yīng)連接尾氣吸收裝置D，D中盛有的試劑可以是NaOH溶液（寫一種即可）．
③丙同學(xué)想利用上述裝置證明分解產(chǎn)物中含有氨氣，只需更換B、C中的試劑即可，則更換后的試劑為B堿石灰，C酚酞溶液．
④丁同學(xué)認(rèn)為莫爾鹽分解可能會生成N₂、SO₂，擬從下列裝置中選擇必要的裝置加以證明，則正確的連接順序從左到右依次是A、G、H、I．

Answer 1

分析 （1）莫爾鹽在空氣中比硫酸亞鐵穩(wěn)定，但長期露置于空氣中也會變質(zhì)是鹽中亞鐵離子被氧化為鐵離子，依據(jù)鐵離子的檢驗(yàn)方法選擇試劑檢驗(yàn)?zāi)獱桘}是否變質(zhì)；
（2）①K₂C_r2O₇溶液中溶質(zhì)為強(qiáng)氧化劑，能氧化橡膠管；
②酸性溶液中亞鐵離子被重鉻酸鉀氧化為鐵離子，重鉻酸鉀被還原為鉻離子，結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平書寫離子方程式；
③圖表數(shù)據(jù)中Ⅱ數(shù)據(jù)誤差較大舍去，計(jì)算平均消耗溶液體積，結(jié)合離子方程式定量關(guān)系計(jì)算得到溶液濃度；
（3）①摩爾鹽中N為-3價(jià)，F(xiàn)e為+2價(jià)，S為+6價(jià)，根據(jù)產(chǎn)物中化合價(jià)分析；
②（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O受熱分解的固體為紅色固體，依據(jù)鹽中元素守恒分析判斷，紅色固體為氧化鐵，品紅溶液褪色是二氧化硫的特征性質(zhì)，二氧化硫是酸性氧化物，二氧化硫有毒污染空氣，需要尾氣吸收，用氫氧化鈉溶液吸收；
③驗(yàn)證固體分解生成的氣體中生成氨氣，用堿石灰干燥氣體除去酸性氧化物氣體，氨氣溶于水反應(yīng)生成的是一水合氨溶液，一水合氨電離出氫氧根離子溶液顯堿性；
④莫爾鹽分解可能會生成N₂，SO₃，擬從下列裝置如圖2中選擇必要的裝置加以證明，利用裝置A連接裝置G安全瓶防止倒吸，通過裝置H中的氯化鋇溶液和鹽酸混合溶液生成白色沉淀硫酸鋇，證明生成三氧化硫．

解答 解：（1）莫爾鹽在空氣中比硫酸亞鐵穩(wěn)定，但長期露置于空氣中也會變質(zhì)是鹽中亞鐵離子被氧化為鐵離子，檢驗(yàn)?zāi)獱桘}是否變質(zhì)的試劑是KSCN溶液，加入KSCN溶液后溶液變紅色證明被氧化，若不變紅色證明未被氧化，
故答案為：KSCN溶液；
（2）①K₂C_r2O₇溶液中溶質(zhì)為強(qiáng)氧化劑，能氧化橡膠管，不能盛放在堿式滴定管中，應(yīng)盛放在酸洗滴定管中，故答案為：酸；
②準(zhǔn)確稱取mg純凈的莫爾鹽，在錐形瓶中加人20mL水充分溶解，用某酸性K₂Cr₂O₇溶液滴定至終點(diǎn)，酸性溶液中亞鐵離子被重鉻酸鉀氧化為鐵離子，重鉻酸鉀被還原為鉻離子，反應(yīng)的離子方程式為：6Fe²⁺+14H⁺+Cr₂O₇^2-=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：6Fe²⁺+14H⁺+Cr₂O₇^2-=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
③圖表數(shù)據(jù)中Ⅱ數(shù)據(jù)誤差較大舍去，計(jì)算平均消耗溶液體積V=$\frac{22.58-2.5+19.92}{2}$ml=20ml，設(shè)重鉻酸鉀溶液濃度為c，
6Fe²⁺+14H⁺+Cr₂O₇^2-=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
6                   1
$\frac{m}{392}$mol    0.020L×c
c=$\frac{m}{47.04}$mol/L，
故答案為：$\frac{m}{47.04}$；
（3）①N₂、Fe₂O₃，SO₃、H₂O反應(yīng)時(shí)有Fe元素的化合價(jià)升高，氮元素化合價(jià)升高，無元素化合價(jià)降低不符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律，
故答案為：不同意，N、Fe的化合價(jià)均升高，沒有化合價(jià)降低的元素；
②（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O受熱分解的固體為紅色固體，依據(jù)鹽中元素守恒分析判斷，紅色固體只能為氧化鐵，品紅溶液褪色是二氧化硫的特征性質(zhì)，C裝置中紅色褪去，說明氣體產(chǎn)物中含有二氧化硫，二氧化硫是酸性氧化物，二氧化硫有毒污染空氣，需要尾氣吸收，用氫氧化鈉溶液吸收，
故答案為：Fe₂O₃；SO₂；NaOH溶液；
③利用上述裝置證明分解產(chǎn)物中含有氨氣．只需更換B，C中的試劑即可，則更換后的試劑為B干燥管中用堿石灰吸收水蒸氣、生成的二氧化硫或三氧化硫，C裝置中是酚酞溶液，氣體通入會變紅色，證明生成的氣體為氨氣，
故答案為：堿石灰；酚酞溶液；
④要檢驗(yàn)生成SO₃（g）、N₂，在甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A產(chǎn)生氣體后，經(jīng)過安全瓶后通過氯化鋇溶液檢驗(yàn)SO₃，用排水集氣法收集氮?dú)猓�所以裝置依次連接的合理順序?yàn)锳、G、H、I；
故答案為：G、H、I．

點(diǎn)評 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．