Question

20．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（M=392g•mol^-1）又稱莫爾鹽，簡稱FAS，其俗名來源于德國化學家莫爾（Karl Friedrich Mohr）．它是淺藍綠色結晶或粉末，對光敏感，在空氣中會逐漸風化及氧化，可溶于水，幾乎不溶于乙醇．某實驗小組利用工業(yè)廢鐵屑制取莫爾鹽，并測定其純度．
Ⅰ．莫爾鹽的制取

回答下列問題：
（1）步驟②必須在剩余少量鐵屑時進行過濾，其原因是Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．（用離子方程式表示）
（2）制取的莫爾鹽最后要用b洗滌（填字母編號），其目的是：除去晶體表面水分，加速晶體的干燥，防止其氧化變質．
a．蒸餾水             b．乙醇                 c．濾液
（3）從圖中選取必須用的儀器連接成實驗室制�。∟H₄）₂SO₄溶液的裝置，連接的順序（用接口字母表示）是a、d、e、f．

Ⅱ．FAS純度測定
為測定FAS純度，取m g樣品配制成500mL溶液，根據物質組成，甲、乙兩位同學設計了如下兩個實驗方案．
（1）甲方案：取20.00mLFAS溶液，用0.1000mol•L^-1的酸性K₂Cr₂O₇溶液進行滴定．
i）寫出此反應的離子方程式：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．
ii） 滴定時必須選用的儀器是①④⑤⑥．

（2）乙方案：取20.00mLFAS溶液進行如下實驗．[待測液]$\stackrel{足量的BaCl_{2}溶液}{→}$ $\stackrel{過濾}{→}$ $\stackrel{洗滌}{→}$ $\stackrel{干燥}{→}$ $\stackrel{稱量}{→}$[wg固體]
列出計算FAS晶體純度的代數式$\frac{392×25W}{2×233m}$×100%（不用計算出結果）．
（3）已知實驗操作都正確，卻發(fā)現(xiàn)甲方案的測定結果總是小于乙方案，其可能的原因是Fe²⁺被空氣部分氧化，設計簡單的化學實驗驗證上述推測取少量FAS溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，說明Fe²⁺已被空氣部分氧化．

Answer 1

分析 廢鐵屑加稀硫酸溶解，得到硫酸亞鐵溶液A，加硫酸銨晶體共同溶解，經過蒸發(fā)濃縮、冷卻晶體、過濾、洗滌、干燥得到莫爾鹽，以此分析解答，
Ⅰ．（1）亞鐵離子易被氧化，少量鐵還原氧化生成的Fe³⁺；
（2）乙醇易揮發(fā)，少量酒精來洗去晶體表面雜質；
（3）制取的氨氣與硫酸反應生成硫酸銨，剩余的氨氣用水吸收；
Ⅱ．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（M=392g•mol^-1）又稱莫爾鹽，簡稱FAS，
（1）i）．取20.00mLFAS溶液，用0.1000mol•L^-1的酸性K₂Cr₂O₇溶液進行滴定，發(fā)生的氧化還原反應，亞鐵離子被重鉻酸鉀氧化為鐵離子，生成鉻離子：
ii）．注意是滴定時選用的儀器，不是配制溶液需要儀器，所以應該選用酸式滴定管、錐形瓶、鐵架臺及鐵夾；
（2）依據定量關系計算，（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O～2SO₄^2-～2BaSO₄；
（3）實驗操作都正確，卻發(fā)現(xiàn)甲方案的測定結果總是小于乙方案可能是亞鐵離子被空氣中氧氣氧化，利用鐵離子遇到KSCN溶液變紅色設計實驗檢驗是否被氧化．

解答 解：Ⅰ．（1）亞鐵離子易被氧化，少量鐵還原氧化生成的Fe³⁺，反應的離子方程式為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（2）乙醇易揮發(fā)，用少量酒精來洗去晶體表面雜質，用水會使摩爾鹽溶解損失，用濾液會帶入雜質，用乙醇會除去晶體表面水分，加速晶體的干燥，防止其氧化變質，
故答案為：b；除去晶體表面水分，加速晶體的干燥，防止其氧化變質；
（3）制取的氨氣與硫酸反應生成硫酸銨，剩余的氨氣用水吸收，故連接順序為a→d→e→f，
故答案為：a、d、e、f；
Ⅱ．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（M=392g•mol^-1）又稱莫爾鹽，簡稱FAS，
（1）i）．取20.00mLFAS溶液，用0.1000mol•L^-1的酸性K₂Cr₂O₇溶液進行滴定，發(fā)生的氧化還原反應，亞鐵離子被重鉻酸鉀氧化為鐵離子，生成鉻離子，反應的離子方程式為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
ii）酸性K₂Cr₂O₇溶液具有強氧化性，應該使用①酸式滴定管，盛裝待測液需要使用④錐形瓶，滴定管需要固定，用到⑤鐵架臺及⑥鐵夾
故答案為：①④⑤⑥；
（2）取m g樣品配制成500mL溶液，取20.00mLFAS溶液進行實驗，生成硫酸鋇質量為wg，依據定量關系計算，
（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O～2SO₄^2-～2BaSO₄ ，
      1                        2
       n                       $\frac{w}{233}$mol
n=$\frac{w}{2×233}$mol，
則500mL溶液中為$\frac{w}{2×233}$mol×$\frac{500}{20}$，
FAS晶體純度的代數式：$\frac{392×25W}{2×233m}$×100%，
故答案為：$\frac{392×25W}{2×233m}$×100%；
（3）已知實驗操作都正確，卻發(fā)現(xiàn)甲方案的測定結果總是小于乙方案，其可能的原因是Fe²⁺被空氣部分氧化，設計簡單的化學實驗驗證上述推測的實驗過程為：取少量FAS溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，說明Fe²⁺已被空氣部分氧化，
故答案為：Fe²⁺被空氣部分氧化，取少量FAS溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，說明Fe²⁺已被空氣部分氧化．

點評 本題考查制備實驗方案的設計、滴定實驗過程分析應用，綜合性較強，注意結合題給信息和裝置特點及物質的性質分析，題目難度中等．