Question

【題目】硫酸亞鐵銨是一種淺藍(lán)綠色晶體，俗稱(chēng)摩爾鹽，其化學(xué)式為:FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O。硫酸亞鐵在空氣中易被氧化，而形成摩爾鹽后就穩(wěn)定了。硫酸亞鐵銨可由硫酸亞鐵與硫酸銨等物質(zhì)的量混合制得。下圖是模擬工業(yè)制備硫酸亞鐵銨晶體的實(shí)驗(yàn)裝置。回答下列問(wèn)題:

I.(1)先用30%的氫氧化鈉溶液煮沸廢鐵屑(含少量油污、鐵銹、FeS 等)，再用清水洗凈。用氫氧化鈉溶液煮沸的目的是__________________。

(2)將處理好的鐵屑放入錐形瓶中，加入稀硫酸。錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式可能為________(填序號(hào))。

A.Fe+2H+==Fe2++H2↑ B.Fe2O3+5H+===2Fe3++3H2O

C.2Fe3++S2-==2Fe2++S↓ D.2Fe3++Fe==3Fe2+

(3)利用容器②的反應(yīng)，向容器①中通入氫氣，應(yīng)關(guān)閉活塞_______，打開(kāi)活塞______(填字母)。容器③中NaOH溶液的作用是___________；向容器①中通入氫氣的目的是___________。

I.待錐形瓶中的鐵屑快反應(yīng)完時(shí)，關(guān)閉活塞B、C，打開(kāi)活塞A，繼續(xù)產(chǎn)生的氫氣會(huì)將錐形瓶中的硫酸亞鐵(含極少部分未反應(yīng)的稀硫酸)壓到飽和硫酸銨溶液的底部。在常溫下放置一段時(shí)間，試劑瓶底部將結(jié)晶出硫酸亞鐵銨。制得的硫酸亞鐵銨晶體中往往含有極少量的Fe2+。為測(cè)定晶體中Fe2+的含量，稱(chēng)取一份質(zhì)量為20.0g 的硫酸亞鐵銨晶體樣品，制成溶液。用0.5 mol/LKMnO4溶液滴定，當(dāng)溶液中Fe2+全部被氧化，MnO4- 被還原成Mn2+時(shí)，耗KMnO4 溶液體積20.00mL。

滴定時(shí)，將KMnO4 溶液裝在____(酸式或堿式) 滴定管中，判斷反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為____；晶體中FeSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________。

Answer 1

【答案】 去除鐵屑表面的油污（或使油污發(fā)生水解） A、B、D A BC 洗滌除去雜質(zhì)氣體H2S 趕走硫酸銨溶液中的溶解O2和容器①液面上部的O2(避免Fe2+被氧化) 酸式 當(dāng)溶液變成紫紅色且30s內(nèi)不褪色 38%

【解析】I. (1)油污在堿性條件下水解更徹底，所以用氫氧化鈉溶液煮沸的目的是去除鐵屑表面的油污；

(2)廢鐵屑中的鐵銹(Fe2O3)、FeS都能與稀硫酸反應(yīng)，所以發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有：Fe2O3+ 5H+ = 2Fe3++3H2O，2Fe3++Fe==3Fe2+，Fe+2H+==Fe2++H2↑，FeS+2H+=Fe2+ +H2S↑，2Fe3++ H2S=2Fe2++S↓+2H+，因此正確答案為A、B、D；

(3)根據(jù)裝置圖，分析其工作原理可得，要把容器②中產(chǎn)生的氫氣通入容器①中，應(yīng)關(guān)閉活塞A，打開(kāi)活塞B和C；容器③中NaOH溶液的作用是吸收樣品中的雜質(zhì)與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的H2S氣體；向容器①中通入氫氣的目的是排出容器中的氧氣，防止加入的硫酸亞鐵被氧化；

II. KMnO4溶液具有強(qiáng)的氧化性，能夠腐蝕橡膠，所以KMnO4溶液應(yīng)裝在酸式滴定管中；滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏?/span>KMnO4溶液時(shí)，溶液顏色變成紫紅色且30s內(nèi)不褪色；已知KMnO4與Fe2+反應(yīng)的離子方程式為MnO4- +5Fe2+ + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2++4H2O，實(shí)驗(yàn)消耗n(KMnO4)= 0.5mol/L×0.02L=0.01mol，則FeSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100% =38%。