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【題目】硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O較硫酸亞鐵不易被氧氣氧化,是分析化學中重要的試劑,常用于代替硫酸亞鐵。硫酸亞鐵銨在500℃時隔絕空氣加熱完全分解,回答下列問題:

(1)硫酸亞鐵銨隔絕空氣加熱完全分解發(fā)生了氧化還原反應,固體產物可能有FeO和Fe2O3,氣體產物可能有NH3、SO3、H2O、N2_________。

(2)為檢驗分解產物的成分,設計如下實驗裝置進行實驗,加熱A中的硫酸亞鐵銨至分解完全。

①為驗證A中殘留物是否含有FeO,需要選用的試劑有_________。

A.KSCN溶液 B.稀硫酸 C.濃鹽酸 D.KMnO4溶液

②裝置B中BaCl2溶液的作用是為了檢驗分解產物中是否有_________氣體生成,若含有該氣體,觀察到的現(xiàn)象為___________________

③若A中分解產物有N2,固體殘留物只有Fe2O3,F(xiàn)e2O3的物質的量為bmol,C中沉淀物質的量為amol,則b_________a(填“大于”、“小于”或“等于”)

④實驗中,觀察到C中有白色沉淀生成,則C中發(fā)生反應的離子方程式為________________。

(3)為測定某固體樣品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(M=392g/mol)的含量,某實驗小組做了如下實驗:MnO4+Fe2++H+=Mn2++Fe3++H2O(方程式未配平)

測定步驟:

步驟一:準確稱量20.00g硫酸亞鐵銨晶體,配制成100mL溶液。

步驟二:取所配溶液25.00mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.1000mol·L-1KMnO4溶液滴定至終點,重復兩次,平均消耗KMnO4溶液16.00mL。

①步驟二達到滴定終點的標志為________________________;

②產品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的質量分數(shù)為____________________。

【答案】SO2 BD SO3 溶液變渾濁 小于 SO2+ H2O2+ Ba2+ = BaSO4↓+2H+ 滴入最后一滴高錳酸鉀時,溶液呈紫紅色,且半分鐘之內不褪色 62.72 %

【解析】

(1)氮元素和鐵元素化合價升高,根據在氧化還原反應中化合價有升必有降,化合價降低的應該是硫,據此分析作答;
(2)FeO為金屬氧化物,不溶于水、易溶于酸,且易被氧化,根據此特點,可考慮加入酸性KMnO4溶液將其氧化成Fe3+,KMnO4溶液本身有顏色,不需要加入指示劑,濃鹽酸易被氧化,綜上所述,選用的試劑為稀硫酸與KMnO4溶液,故選BC;

BaC12可與SO3反應生成白色沉淀;
③若A中分解產物有N2,固體殘留物只有Fe2O3,F(xiàn)e2O3的物質的量為bmol,C中沉淀物質的量為amol,根據化合價升降相等分析作答;
④因雙氧水具有氧化性,可將SO2氧化成SO42-,SO42-再與Ba2+結合成沉淀BaSO4,據此分析作答;
(3)①取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.1000molL-1 KMnO4溶液滴定,到滴入最后一滴高錳酸鉀溶液至紫紅色且半分鐘不變,說明反應至終點;
②結合化學反應定量關系計算,MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。

(1)氮元素和鐵元素化合價升高,根據在氧化還原反應中化合價有升必有降,化合價降低的應該是硫,所以氣體產物中還可能有SO2;

故答案為:SO2

(2)FeO為金屬氧化物,不溶于水、易溶于酸,且易被氧化,根據此特點,可考慮加入酸性KMnO4溶液將其氧化成Fe3+,KMnO4溶液本身有顏色,不需要加入指示劑,濃鹽酸易被氧化,綜上所述,選用的試劑為稀硫酸與KMnO4溶液,B、D正確,

故答案為:BD;

②裝置BBaC12溶液的作用是為了檢驗分解產物中是否有SO3氣體生成,若含有該氣體,會生成硫酸鋇白色沉淀,其化學方程式為:BaC12+SO3+H2O = BaSO4↓+2HC1,則觀察到的觀象為溶液變渾濁;

故答案為:SO3;溶液變渾濁;

③若A中分解產物有N2,固體殘留物只有Fe2O3,F(xiàn)e2O3的物質的量為b mol,C中沉淀物質的量為a mol,根據化合價升降必相等,硫降低的化合價(2a)等于鐵升高的化合價(2b)和氮升高的化合價之和,則b小于a,

故答案為:小于;

C中有白色沉淀生成,是因為SO2被雙氧水氧化成SO42,SO42再與Ba2+結合成沉淀BaSO4C中發(fā)生的反應為SO2+ H2O2+ Ba2+ = BaSO4↓+2H+,

故答案為:SO2+ H2O2+ Ba2+ = BaSO4↓+2H+;

(3)①取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化0.1000 molL1KMnO4溶液滴定至終點,滴加最后一滴KMnO4溶液時,溶液呈紫紅色且半分鐘不褪色,

故答案為:滴加最后一滴KMnO4溶液時,溶液呈微紅色且半分鐘不褪色;

MnO4+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

1 5

0.01600 L×0.1000 molL1 n

n=5×0.01600 L×0.1000 mol L-1=0.008 mol

100 mL溶液中含亞鐵離子物質的量 = 0.008 mol× = 0.032 mol,

產品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的質量分數(shù) = ×100% = 62.72%,

故答案為:62.72%。

練習冊系列答案
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【題目】研究NO2、NO、CO污染物處理,對建設美麗中國具有重要意義。

(1)NO2(g)+CO(g)==CO2(g)+NO(g)△H1=-234.00kJ/mol

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0~10min,CO的平均反應速率v(CO)=__________

②若容器中觀察到_____,可判斷該反應達到平衡狀態(tài);

③為增大污染物處理效率,起始最佳投料比為______

④平衡后,僅將CO、CO2氣體濃度分別增加一倍,則平衡_____(右移左移不移動”)。

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實驗現(xiàn)象

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D

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