Question

4．硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]是透明、淺藍綠色晶體，易溶于水而不溶于酒精等有機溶劑，在空氣中一般比較穩(wěn)定，不易被氧化．制備步驟如下：
步驟1．稱取還原鐵粉0.4g，炭粉0.3g，放入50mL 錐形瓶中，加入3.5mL2mol•L^-1硫酸置于60℃熱水浴中加熱（如圖1），待反應完全，取出冷卻，再加入6mol•L^-1的硫酸2mL．

步驟2．在上述反應液中加入濃氨水0.8mL，振蕩混勻，抽濾（如圖2）．向濾液中加入10mL無水乙醇，靜置，大量晶體析出，傾析，再次抽濾．
步驟3．取出晶體，用干凈的濾紙吸干，稱量并分析樣品．
請回答下列問題：
（1）步驟1中炭粉的作用是為了形成原電池加快反應速率，加人6mol•L^-1硫酸的作用是加入硫酸抑制Fe²⁺的水解．
（2）向濾液中加人無水乙醇目的是降低硫酸亞鐵銨的溶解度有利于結(jié)晶析出．
（3）產(chǎn)品中金屬陽離子的檢驗方法及現(xiàn)象取少量產(chǎn)品于試管中滴加KSCN無現(xiàn)象，滴加氯水后溶液顯紅色（取少量產(chǎn)品于試管中加水溶解，滴加氫氧化鈉溶液后，有白色沉淀生成，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色或取少量產(chǎn)品于試管中加水溶解，滴加鐵氰化鉀有藍色沉淀生成）．
（4）稱取獲得的硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]（摩爾質(zhì)量為392g•mol^-1）1.9600g 配成100mL溶液，取出20.00mL滴加稀H₂SO₄酸化后用0.0100mol•L^-1KMnO₄標準溶液進行滴定，消耗KMnO₄溶液為18.00mL．
下列有關(guān)滴定的操作正確的是_（填字母編號）．
a．滴定過程中眼睛注視滴定管中液面變化
b．滴定完成后取下滴定管握住中部防止掉落
c．讀數(shù)過程中保持滴定管自然懸垂
d．讀數(shù)時視線與刻度線、凹液面最低處切線相平齊
滴定過程中反應離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，制得硫酸亞鐵銨樣品的純度為90%．

Answer 1

分析 （1）加入碳粉，可與鐵形成原電池反應，待反應完全，取出冷卻，再加入6mol•L^-1的硫酸2mL，增大氫離子濃度，可抑制亞鐵離子的水解；
（2）硫酸亞鐵銨在乙醇中的溶解度較�。�
（3）金屬陽離子為亞鐵離子，可被氧化生成鐵離子，可與鐵氰化鉀反應生成藍色沉淀；
（4）讀數(shù)時應保持滴定管自然懸垂，視線與刻度線、凹液面最低處切線相平齊，以避免誤差，反應的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，n（KMnO₄）=0.0100mol•L^-1×0.018L=1.8×10^-4mol，結(jié)合方程式計算．

解答 解：（1）加入碳粉，可與鐵形成原電池反應，可加快反應速率，待反應完全，取出冷卻，再加入6mol•L^-1的硫酸2mL，增大氫離子濃度，可抑制亞鐵離子的水解，
故答案為：為了形成原電池加快反應速率；加入硫酸抑制Fe²⁺的水解；
（2）硫酸亞鐵銨在乙醇中的溶解度較小，加入乙醇，可降低硫酸亞鐵銨的溶解度有利于結(jié)晶析出，故答案為：降低硫酸亞鐵銨的溶解度有利于結(jié)晶析出；
（3）金屬陽離子為亞鐵離子，可被氧化生成鐵離子，可與鐵氰化鉀反應生成藍色沉淀，檢驗方法是取少量產(chǎn)品于試管中滴加KSCN無現(xiàn)象，滴加氯水后溶液顯紅色（取少量產(chǎn)品于試管中加水溶解，滴加氫氧化鈉溶液后，有白色沉淀生成，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色或取少量產(chǎn)品于試管中加水溶解，滴加鐵氰化鉀有藍色沉淀生成），
故答案為：取少量產(chǎn)品于試管中滴加KSCN無現(xiàn)象，滴加氯水后溶液顯紅色（取少量產(chǎn)品于試管中加水溶解，滴加氫氧化鈉溶液后，有白色沉淀生成，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色或取少量產(chǎn)品于試管中加水溶解，滴加鐵氰化鉀有藍色沉淀生成）；
（4）a．滴定過程中眼睛注視錐形瓶內(nèi)顏色的變化，故a錯誤；
b．滴定完成后取下滴定管，應握住旋塞部分，防止脫落，故b錯誤；
c．讀數(shù)過程中保持滴定管自然懸垂，防止出現(xiàn)誤差，故c正確；
d．讀數(shù)時視線與刻度線、凹液面最低處切線相平齊，防止出現(xiàn)誤差，為正確操作，故d正確，
反應的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，n（KMnO₄）=0.0100mol•L^-1×0.018L=1.8×10^-4mol，由離子方程式可知n（Fe²⁺）=5×1.8×10^-4mol=9×10^-4mol，則1.9600g 配成100mL溶液，含有n（（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O）=5×9×10^-4mol=4.5×10^-3mol，
m（（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O）=4.5×10^-3mol×392g•mol^-1=1.764g，
則純度為$\frac{1.764}{1.960}×100%$=90%．
故答案為：cd；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；90%．

點評 本題考查物質(zhì)的含量的測定，為高頻考點，側(cè)重考查學生的分析能力、實驗能力和計算能力，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實驗的原理，把握關(guān)系式法的計算以及應用，難度不大．