Question

【題目】為測(cè)定硫酸亞鐵銨（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O晶體純度，某學(xué)生取mg硫酸亞鐵銨樣品配置成500mL溶液，根據(jù)物質(zhì)組成，甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)了如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)回答：

（甲）方案一：取20.00mL硫酸亞鐵銨溶液于錐形瓶，用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4溶液進(jìn)行滴定。

（乙）方案二：取20.00mL硫酸亞鐵銨溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

（1）方案一的離子方程式為 ；

判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的依據(jù)是 ；

（2）方案二的離子方程式為 ；若實(shí)驗(yàn)操作都正確，但方案一的測(cè)定結(jié)果總是小于方案二，其可能原因?yàn)?/span> ，如何驗(yàn)證你的假設(shè) 。

（丙）方案三：（通過(guò)NH4+測(cè)定）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖如下所示。取20.00mL硫酸亞鐵銨溶液進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)。

（3）①裝置 （填“甲”或“乙”）較為合理，判斷理由是

。量氣管中最佳試劑是 （填字母編號(hào)。如選“乙”則填此空，如選“甲”此空可不填）。

A．水 B．飽和NaHCO3溶液 C．CCl4

②選用該裝置會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值總是偏大一些，分析原因 。

③若測(cè)得NH3的體積為VL（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則該硫酸亞鐵銨晶體的純度為

（列出計(jì)算式即可，不用簡(jiǎn)化）。

Answer 1

【答案】（1）5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O（2分） 當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏嗡嵝愿咤i酸鉀溶液時(shí)，溶液剛好變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不再恢復(fù)原色，說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)（2分）

（2）SO42－+Ba2+=BaSO4↓（1分）；Fe2+ 已被空氣部分氧化（1 分）取少量硫酸亞鐵銨溶液，加入少量 KSCN 溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色，說(shuō)明 Fe2+ 已被空氣部分氧化； （2 分）

（3）①乙（1 分） 氨氣極易溶于水，甲裝置無(wú)法排液體，甚至?xí)�出現(xiàn)倒吸（2 分）c（1 分）

②裝置內(nèi)的空氣被量出導(dǎo)致測(cè)量值偏大（1 分）

③（2 分）

【解析】

試題分析：

（1）在方案一中KMnO4具有強(qiáng)的氧化性，會(huì)把硫酸亞鐵銨中的Fe2+氧化產(chǎn)生Fe3+，MnO4－被還原產(chǎn)生Mn2+，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒可得反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；MnO4－的水溶液是紫色的，Mn2+是無(wú)色的，在滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，錐形瓶?jī)?nèi)溶液由淺綠色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不再恢復(fù)原色，就說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)。

（2）方案二中會(huì)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：SO42-+Ba2+=BaSO4↓；

若實(shí)驗(yàn)操作都正確，但方案一的測(cè)定結(jié)果總是小于方案二，其可能原因?yàn)镕e2+具有還原性，容易被空氣部分氧化，但是SO42-的物質(zhì)的量不變，故使其準(zhǔn)確度下降；

驗(yàn)證Fe2+被氧化的假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方法是少量硫酸亞鐵銨溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色，說(shuō)明Fe2+已被空氣部分氧化；

（3）①測(cè)定NH4+的含量是通過(guò)測(cè)定NH3的體積的方法，由于氨氣及容易溶于水，實(shí)驗(yàn)不能通過(guò)排水的方法測(cè)定其體積，并且甲裝置無(wú)法排液體，甚至?xí)�出現(xiàn)倒吸故乙用排氣的方法測(cè)定其體積較為合理；

氨氣極易溶于水，所以量氣管中最佳試劑是氨氣不能溶解的液體物質(zhì)，可以是四氯化碳，故選項(xiàng)c正確；

②裝置內(nèi)的空氣被量出導(dǎo)致測(cè)量值偏大

③若測(cè)得NH3的體積為VL（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下），n（NH3）=VL÷22.4L/mol=V/22.4mol，根據(jù)N元素守恒可知n[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]=1/2 n（NH3）=V/（2×22.4）mol，所以則該硫酸亞鐵銨晶體的純度為