Question

5．摩爾鹽在工業(yè)上有重要的用途．已知其由一種陰離子，兩種陽離子組成的晶體，某學(xué)習(xí)小組按如下實驗測定摩爾鹽樣品的組成．步驟如下：
①稱取3.920g摩爾鹽樣品配制250mL溶液．
②取少量配制溶液，加入KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象．
③另取少量配制溶液，加入過量濃氫氧化鈉溶液并加熱，產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體和紅褐色沉淀．
④定量測定如下：

滴定實驗結(jié)果記錄如下：

實驗次數(shù)	第一次	第二次	第三次
消耗高錳酸鉀溶液體積/mL	10.32	10.02	9.98

完成下列填空：
（1）步驟①中需要的定量儀器為電子天平、250mL容量瓶．
（2）步驟②的目的是確定紅褐色沉淀中的鐵元素在摩爾鹽中是以亞鐵離子形式存在．產(chǎn)生紅褐色沉淀的離子方程式4Fe²⁺+8OH^-+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃↓．
（3）步驟④中操作X為過濾、洗滌、干燥或烘干（冷卻）（按操作順序填寫）．
（4）步驟④中酸性高錳酸鉀溶液能否用碘的酒精溶液代替，不能（填“能”或“不能”），請說明理由碘單質(zhì)與亞鐵離子不反應(yīng)．
（5）步驟④若在滴定過程中，待測液久置，消耗高錳酸鉀溶液的體積將偏小．（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
（6）通過上述實驗測定結(jié)果，推斷摩爾鹽化學(xué)式為（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O或（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O．

Answer 1

分析 （1）稱取3.920g摩爾鹽樣品，需要電子天平，精確到0.0001g，配制250mL溶液過程中需要精確定量儀器250ml容量瓶；
（2）加入KSCN溶液是檢驗鐵離子的試劑，遇到鐵離子會生成血紅色溶液，無明顯現(xiàn)象說明無鐵離子，證明鹽中為亞鐵離子，亞鐵離子在空氣中被氧氣氧化生成氫氧化鐵紅褐色沉淀；
（3）步驟④中白色懸濁液得到白色固體，分離試驗方法為過濾、洗滌、干燥等步驟；
（4）碘單質(zhì)氧化性弱不能氧化亞鐵離子；
（5）待測液久置，會導(dǎo)致空氣中氧氣氧化亞鐵離子，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液高錳酸鉀溶液體積減小；
（6）根據(jù)題中實驗步驟及數(shù)據(jù)可知，滴定亞鐵離子用去的高錳酸鉀溶液的體積的數(shù)據(jù)中，第一次誤差較大，為偶然誤差應(yīng)去掉，所以高錳酸鉀溶液的體積為$\frac{10.02+9.98}{2}$mL=10.00mL，根據(jù)高錳酸鉀的物質(zhì)的量可以確定亞鐵離子的物質(zhì)的量，根據(jù)白色固體0.4660g可以確定硫酸根離子的物質(zhì)的量，利用電荷守恒可知銨根離子的物質(zhì)的量，由樣品的質(zhì)量及硫酸根離子、亞鐵離子及銨根離子的質(zhì)量確定結(jié)晶水的質(zhì)量，據(jù)此可確定摩爾鹽的組成．

解答 解：（1）配制摩爾鹽溶液時，稱取3.9200g摩爾鹽樣品要用電子天平稱取，根據(jù)裝置圖可知，配制250mL溶液定容時要用250mL容量瓶，
故答案為：電子天平；250mL容量瓶；
（2）②取少量配制溶液，加入KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，證明無鐵離子存在，確定紅褐色沉淀中的鐵元素在摩爾鹽中是以亞鐵離子形式存在，產(chǎn)生紅褐色沉淀的離子方程式為：4Fe²⁺+8OH^-+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃↓，
故答案為：確定紅褐色沉淀中的鐵元素在摩爾鹽中是以亞鐵離子形式存在；4Fe²⁺+8OH^-+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃↓；
（3）根據(jù)實驗二③中操作流程可知，白色懸濁液為硫酸鋇，要精確稱量硫酸鋇的質(zhì)量要經(jīng)過過濾、洗滌、干燥再稱量，
故答案為：過濾、洗滌、干燥或烘干（冷卻）；
（4）步驟④中酸性高錳酸鉀溶液不能用碘的酒精溶液代替，因為碘單質(zhì)和亞鐵離子不發(fā)生反應(yīng)，不能測定實驗，
故答案為：不能；碘單質(zhì)與亞鐵離子不反應(yīng)；
（5）步驟④若在滴定過程中，待測液久置，空氣中氧氣氧化亞鐵離子，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液高錳酸鉀溶液體積減小，c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$可知測定亞鐵離子減小，
故答案為：偏小；
（6）根據(jù)題中實驗步驟及數(shù)據(jù)可知，滴定亞鐵離子用去的高錳酸鉀溶液的體積的數(shù)據(jù)中，第一次誤差較大，為偶然誤差應(yīng)去掉，所以高錳酸鉀溶液的體積為$\frac{10.02+9，98}{2}$mL=10.00mL，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.02mol/L×0.01L=0.0002mol，根據(jù)反應(yīng)MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，可知3.9200g摩爾鹽樣品中亞鐵離子的物質(zhì)的量為0.0002mol×$\frac{250}{25}$×5=0.01mol，其質(zhì)量為0.5600g，白色固體硫酸鋇為0.4660g，所以3.9200g摩爾鹽樣品中硫酸根離子的物質(zhì)的量為$\frac{0.4660g}{233g/mol}$×$\frac{250}{25}$=0.02mol，其質(zhì)量為1.9200g，根據(jù)電荷守恒可知3.9200g摩爾鹽樣品中銨根離子的物質(zhì)的量為0.02mol×2-0.01mol×2=0.02mol，其質(zhì)量為0.3600g，所以樣品中結(jié)晶水物質(zhì)的量為$\frac{3.9200g-1.9200g-0.5600g-0.3600g}{18g/mol}$=0.06mol，所以摩爾鹽的組成為（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O或（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，
故答案為：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O或（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O．

點評 本題考查了物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的實驗測定過程分析，主要是物質(zhì)性質(zhì)、滴定實驗、化學(xué)式組成計算等知識點，題目難度中等．