Question

1．I．摩爾鹽制備：將綠礬（FeSO₄•7H₂O）、硫酸銨以相等物質(zhì)的量混合可制得摩爾鹽晶體．根據(jù)下圖回答：

（1）步驟1中Na₂CO₃的主要作用是除去鐵屑表面的油污．
（2）步驟3中，加入（NH₄）₂SO₄固體后，要得到摩爾鹽晶體，需經(jīng)過的實(shí)驗(yàn)操作包括：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、減壓過濾（或抽濾）．
（3）步驟3中：加熱是為了蒸發(fā)溶劑，濃縮結(jié)晶，應(yīng)加熱到溶液表面出現(xiàn)晶膜時，停止加熱．不能蒸干的原因是蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中，蒸干時晶體會受熱分解或氧化．
Ⅱ．產(chǎn)品中Fe²⁺的定量分析
將稱取KMnO₄固體并溶于水配成0.2mol•L^-1250mL溶液．再稱取8.0g的摩爾鹽樣品，溶于水，并加入適量稀硫酸．用0.2mol•L^-1KMnO₄溶液滴定，當(dāng)溶液中Fe²⁺全部被氧化時，消耗KMnO₄溶液體積20.00Ml．
（1）配制250mL MnO₄溶液，所需的主要儀器除玻璃棒、量筒、燒杯、膠頭滴管外，還需要的玻璃儀器有250mL容量瓶．
（2）本實(shí)驗(yàn)指示劑是D（填字母）．
A．甲基橙    B．石蕊     C．酚酞    D．不需要
（3）在滴定的過程中，要注意：
①使滴定管內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液滴入錐形瓶中；
②邊滴邊振蕩錐形瓶；
③眼睛注意觀察錐形瓶中溶液顏色的變化和加入KMnO₄溶液的速度：
④接近終點(diǎn)時應(yīng)該減慢加入KMnO₄溶液的速度．當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色，半分鐘內(nèi)不褪色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)．
（4）寫出該反應(yīng)中Fe²⁺被氧化的離子方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，則該產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%．

Answer 1

分析 廢鐵屑在碳酸鈉溶液中洗滌除去表面的油污，小火加熱用傾析法分離洗滌鐵屑，加入稀硫酸溶液水浴加熱、趁熱過濾，得到濾液中加入一定量硫酸銨固體，溶液表面出現(xiàn)晶膜時，停止加熱，蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中，溫度過高晶體分解貨被空氣中氧氣氧化，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過減壓過濾（或抽濾）等得到較為干燥的晶體，
I．（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解使Na₂CO₃溶液呈堿性，油脂在碳酸鈉溶液中水解生成溶于水的物質(zhì)；
（2）步驟3中，加入（NH₄）₂SO₄固體后，因?yàn)闇囟冗^高晶體分解貨被空氣中氧氣氧化，則采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過減壓過濾（或抽濾）等得到摩爾鹽晶體；
（3）步驟3中，加入（NH₄）₂SO₄固體后，溶液表面出現(xiàn)晶膜時，停止加熱，蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中，溫度過高晶體分解貨被空氣中氧氣氧化；
Ⅱ．（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作的步驟以及每步操作需要儀器確定反應(yīng)所需儀器，實(shí)驗(yàn)具體操作步驟有：計算、稱量、溶解、冷卻、移液、洗滌移液、定容、搖勻等；
（2）MnO₄^-為紫色，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液，紫色不褪去，說明滴定到終點(diǎn)；
（3）滴定的一般步驟：①使滴定管內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液滴入錐形瓶中；
②邊滴邊振蕩錐形瓶；
③眼睛注意觀察錐形瓶中溶液顏色的變化和加入KMnO₄溶液的速度：
④接近終點(diǎn)時應(yīng)該減慢加入KMnO₄溶液的速度．當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色，半分鐘內(nèi)不褪色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)；
（4）Fe²⁺被MnO₄^-氧化成三價鐵離子，本身被還原成二價錳離子，據(jù)此書寫離子方程式，根據(jù)離子方程式，計算8g產(chǎn)品中Fe²⁺的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算Fe²⁺的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計算．

解答 解：I．（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使Na₂CO₃溶液呈堿性，Na₂CO₃的主要作用是除去鐵屑表面的油污，
故答案為：除去鐵屑表面的油污；
（2）步驟3中，加入（NH₄）₂SO₄固體后，因?yàn)闇囟冗^高晶體分解貨被空氣中氧氣氧化，則采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過減壓過濾（或抽濾）等得到摩爾鹽晶體，故答案為：冷卻結(jié)晶；減壓過濾（或抽濾）；
（3）步驟3中，加入（NH₄）₂SO₄固體后，溶液表面出現(xiàn)晶膜時，停止加熱，蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中，溫度過高晶體分解貨被空氣中氧氣氧化，故答案為：溶液表面出現(xiàn)晶膜時；蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中，蒸干時晶體會受熱分解或氧化；
Ⅱ．（1）一定規(guī)格的容量瓶只能配制相應(yīng)體積的溶液，容量瓶應(yīng)選擇250ml規(guī)格；
溶液配制步驟為：一般用托盤天平稱量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解（可用量筒量取水），用玻璃棒攪拌，冷卻后轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌并將洗滌液移入容量瓶中，當(dāng)加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加至溶液凹面與刻度線水平相切，蓋好瓶塞，搖勻，
所以需要的儀器為：托盤天平、藥匙、燒杯、筒量、玻璃棒、250ml容量瓶、膠頭滴管，故上述儀器配制溶液時還需要的玻璃儀器是：250mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶；
（2）MnO₄^-為紫色，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液，紫色不褪去，說明滴定到終點(diǎn)，故不需要外加指示劑，故選：D；
（3）滴定的一般步驟：①使滴定管內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液滴入錐形瓶中；
②邊滴邊振蕩錐形瓶；
③眼睛注意觀察錐形瓶中溶液顏色的變化和加入KMnO₄溶液的速度：
④接近終點(diǎn)時應(yīng)該減慢加入KMnO₄溶液的速度．當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色，半分鐘內(nèi)不褪色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)；
故答案為：邊滴邊振蕩錐形瓶；溶液由無色變?yōu)闇\紅色，半分鐘內(nèi)不褪色；
（4）Fe²⁺被MnO₄^-氧化成三價鐵離子，本身被還原成二價錳離子，離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
令4g產(chǎn)品中Fe²⁺的物質(zhì)的量為xmol，則：
5Fe²⁺～～～～～～MnO₄^-，
5                            1
xmol              0.02L×0.2mol/L
所以x=$\frac{0.02L×0.2mol/L×5}{1}$=0.02mol．
所以8g產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量0.02mol×56g/mol=1.12g，所以8g產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1.12g}{8g}$×100%=14%．
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；14%．

點(diǎn)評 本題以莫爾鹽的制備為載體，考察鹽類水解、氧化還原反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用、物質(zhì)分離提純等有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作以及在新情境下綜合運(yùn)用知識解決問題的能力．題目難度中等，注意基礎(chǔ)知識的全面掌握．