Question

硫酸亞鐵銨的化學式為（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O，商品名為莫爾鹽，可由硫酸亞鐵與硫酸銨反應生成．一般硫酸亞鐵鹽在空氣中易被氧化，而形成莫爾鹽后就比較穩(wěn)定了．三種鹽的溶解度（單位為g/100g水）如下表：

溫度/℃	10	20	30
（NH4）2SO4	73.0	75.4	78.0
FeSO4?7H2O	20.0	26.5	32.9
（NH4）2SO4?FeSO4	17.2	21.6	28.1

（一）實驗室制取少量莫爾鹽的流程如圖：

試回答下列問題：
（1）步驟1中加入10% Na₂CO₃溶液的主要作用是______；反應中鐵屑過量是為了______．
（2）步驟3需要趁熱過濾，原因是______．
（3）從步驟4到莫爾鹽，必須進行的操作依次是______，析出的晶體常用______洗滌．
（4）若莫爾鹽的飽和溶液中有水20克，當溫度從30℃降至10℃，最多析出莫爾鹽的質(zhì)量是______（選填編號）．
A.2.18g　　　 B．大于2.18g　　　C．小于 2.18g　　 D．無法確定
（二）稱取質(zhì)量為1.96g的莫爾鹽制成溶液．用未知濃度的酸性KMnO₄溶液進行滴定．
（1）已知MnO₄^-被還原為Mn²⁺，試寫出該滴定反應的離子方程式______．
（2）判斷該反應到達滴定終點的現(xiàn)象為______．
（3）假設到達滴定終點時，用去VmL酸性KMnO₄溶液，則該酸性KMnO₄溶液的濃度為______mol/L．

Answer 1

解：（一）（1）碳酸鈉水解顯酸性，油脂在堿性條件下能水解；還原氧化生成的Fe³⁺，減少產(chǎn)物中的Fe³⁺雜質(zhì)，
故答案為：除鐵屑表面的油污；還原氧化生成的Fe³⁺，保證Fe²⁺穩(wěn)定、純凈地存在，減少產(chǎn)物中的Fe³⁺雜質(zhì)；
（2）如果不趁熱過濾就會有FeSO₄?7H₂O析出，故答案為：FeSO₄在溫度低時溶解度較小，如果不趁熱過濾就會有FeSO₄?7H₂O析出；
（3）濃縮結(jié)晶后需要過濾、洗滌；硫酸亞鐵銨在無水乙醇何總的溶解度��；溫度低時，硫酸亞鐵銨的溶解度小，可用冰水洗滌，故答案為：過濾、洗滌；無水酒精或冰水；
（4）（NH₄）₂SO₄?FeSO₄在30度和10度的溶解度分別為：28.1和17.2g，即若溶劑為100g水，冷卻析出10.9g，有水20克析出2.18g，硫酸亞鐵銨的化學式為（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O含有結(jié)晶水，故析出質(zhì)量大于2.18g，故答案為：B；
（二）（1）反應的離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺→5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺→5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（2）高錳酸鉀本身有顏色，滴定亞鐵離子不需要指示劑，當?shù)渭幼詈笠坏稳芤汉�，溶液變成紫紅色，30S內(nèi)不褪色，說明達到滴定終點，故答案為：加入最后一滴KMnO₄溶液紫紅色不褪，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（3）1.96g硫酸亞鐵銨晶體的物質(zhì)的量n===0.005mol，根據(jù)原子守恒則亞鐵離子的物質(zhì)的量為0.005mol，反應5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，則5Fe²⁺～MnO₄^-，所以高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.001mol，據(jù)c===mol/l，故答案為：．
分析：（一）（1）碳酸鈉水解顯酸性；還原氧化生成的Fe³⁺；（2）FeSO₄在溫度低時溶解度較��；
（3）濃縮結(jié)晶后需要過濾、洗滌；溫度低時，硫酸亞鐵銨的溶解度��；
（4）（NH₄）₂SO₄?FeSO₄在30度和10度的溶解度分別為：28.1和17.2g；
（二）（1）MnO₄^-將二價鐵離子氧化為三價鐵離子，被還原為Mn²⁺；
（2）高錳酸鉀本身有顏色，滴定亞鐵離子是不需要指示劑的；
（3）根據(jù)亞鐵離子和高錳酸根反應的實質(zhì)，可以找到亞鐵離子與高錳酸根之間的量的關系，根據(jù)原子守恒可以找到亞鐵離子和酸亞鐵銨之間量的關系，進而進行計算．
點評：本題考查制備實驗方案的設計，綜合性較強，注意（4）中晶體析出時含結(jié)晶水為解答的易錯點，難度較大．