Question

【題目】某化學(xué)興趣小組欲制備摩爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]并探究其分解產(chǎn)物。查到如下信息：

摩爾鹽可由FeSO4溶液與(NH4)2SO4溶液混合制備；該物質(zhì)能溶于水、不溶于乙醇，在空氣中能逐漸被氧化；100℃開(kāi)始分解，且分解產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等。

I.制備摩爾鹽

(1)向新制的FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固體，加熱，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最好采用___________加熱方式。

(2)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶使摩爾鹽結(jié)晶析出，晶體過(guò)濾后用_____________洗滌。

(3)該小組用滴定法測(cè)產(chǎn)品純度�，F(xiàn)稱取a g該產(chǎn)品于錐形瓶中，加蒸餾水溶解，用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗KMnO4溶液20.00 mL，則該產(chǎn)品的純度為____________。

II.探究摩爾鹽受熱分解的產(chǎn)物

(4)驗(yàn)證分解產(chǎn)物中含有氨氣和水蒸氣，并探究殘留固體成分。

①所選用裝置的正確連接順序?yàn)?/span>___________。(可選部分儀器，填裝置的字母序號(hào))

②A中固體完全分解后變?yōu)榧t棕色粉末，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明A中殘留固體僅為Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4______________________。

(5)探究分解產(chǎn)物中的硫氧化物，按A－D－B－F的順序連接裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①D裝置中試劑的作用是____________________________________________。

②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，僅B中有沉淀生成，其他實(shí)驗(yàn)證明摩爾鹽受熱分解除上述產(chǎn)物外，還有N2生成。寫出摩爾鹽受熱分解的化學(xué)方程式__________________________________________。

Answer 1

【答案】熱水浴 乙醇 A→E→F→C 取少量A中殘留固體加入適量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀溶液不褪色，則殘留固體是Fe2O3而不含FeO和Fe3O4； 檢驗(yàn)是否含有SO3，并防止SO2和NH3一同進(jìn)入D裝置生成白色沉淀，干擾SO3的檢驗(yàn) 2[(NH4)2Fe(SO4)2·6 H2O] Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+17H2O

【解析】

I.(1)摩爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]不穩(wěn)定，在溫度超過(guò)100℃時(shí)分解；

(2)摩爾鹽能溶于水、不溶于乙醇；

(3)根據(jù)5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知：5[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]~~~5Fe2+~~MnO4-，滴定時(shí)消耗的KMnO4物質(zhì)的量為0.1mol/L×0.02L=0.002mol，則(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的物質(zhì)的量為5×0.002mol=0.01mol，由此計(jì)算該產(chǎn)品的純度；

II.(4)①實(shí)驗(yàn)I驗(yàn)證分解產(chǎn)物中含有氨氣和水蒸氣，選擇裝置A先通入氮?dú)馀艃粞b置中的空氣，加熱分解硫酸亞鐵銨，分解產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等，通過(guò)裝置E中無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)生成的水，再通過(guò)裝置F中的足量堿石灰除去水蒸氣、硫的氧化物，通過(guò)裝置C檢驗(yàn)氨氣的生成，通入后溶液變紅色說(shuō)明生成氣體中含氨氣；

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)利用亞鐵離子具有還原性可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色設(shè)計(jì)；

(5) ①檢驗(yàn)SO3氣體并排除SO2的干擾；

②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，D中無(wú)沉淀，而B中有沉淀生成，說(shuō)明分解產(chǎn)物中含有SO2，而沒(méi)有SO3。

I.(1)摩爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]不穩(wěn)定，在溫度超過(guò)100℃時(shí)分解，則實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最好采用熱水浴加熱方式；

(2)摩爾鹽能溶于水、不溶于乙醇，則晶體過(guò)濾后用乙醇洗滌；

(3)根據(jù)5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知：5[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]~~~5Fe2+~~MnO4-，滴定時(shí)消耗的KMnO4物質(zhì)的量為0.1mol/L×0.02L=0.002mol，則(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的物質(zhì)的量為5×0.002mol=0.01mol，該產(chǎn)品的純度為=；

II.(4)①實(shí)驗(yàn)I驗(yàn)證分解產(chǎn)物中含有氨氣和水蒸氣，選擇裝置A先通入氮?dú)馀艃粞b置中的空氣，加熱分解硫酸亞鐵銨，分解產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等，通過(guò)裝置E中無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)生成的水，再通過(guò)裝置F中的足量堿石灰除去水蒸氣、硫的氧化物，通過(guò)裝置C檢驗(yàn)氨氣的生成，通入后溶液變紅色說(shuō)明生成氣體中含氨氣，所選用裝置的正確連接順序?yàn)?/span>A→E→F→C；

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明A中殘留固體僅為Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)利用亞鐵離子具有還原性可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色設(shè)計(jì)，取少量A中殘留固體加入適量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀溶液不褪色，則殘留固體是Fe2O3而不含FeO和Fe3O4；

(5)①利用D裝置中盛裝的酸性BaCl2溶液可的作用是檢驗(yàn)是否含有SO3，并防止SO2和NH3一同進(jìn)入D裝置生成白色沉淀，干擾SO3的檢驗(yàn)；

②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，D中無(wú)沉淀，而B中有沉淀生成，說(shuō)明分解產(chǎn)物中含有SO2，而沒(méi)有SO3，說(shuō)明(NH4)2Fe(SO4)2受熱分解生成氨氣、二氧化硫、氧化鐵、水，還有N2產(chǎn)生，結(jié)合原子守恒和電子守恒配平書寫化學(xué)方程式為2[(NH4)2Fe(SO4)2·6 H2O] Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+17H2O

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