Question

【題目】為測定硫酸亞鐵銨（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O晶體純度，某學生取mg硫酸亞鐵銨樣品配置成500mL溶液，根據物質組成，甲、乙、丙三位同學設計了如下三個實驗方案，請回答：

（甲）方案一：取20.00mL硫酸亞鐵銨溶液于錐形瓶，用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4溶液進行滴定。

（乙）方案二：取20.00mL硫酸亞鐵銨溶液進行如下實驗。

（1）方案一的離子方程式為 ；

判斷達到滴定終點的依據是 ；

（2）方案二的離子方程式為 ；若實驗操作都正確，但方案一的測定結果總是小于方案二，其可能原因為 ，如何驗證你的假設 。

（丙）方案三：（通過NH4+測定）實驗設計圖如下所示。取20.00mL硫酸亞鐵銨溶液進行該實驗。

（3）①裝置 （填“甲”或“乙”）較為合理，判斷理由是

。量氣管中最佳試劑是 （填字母編號。如選“乙”則填此空，如選“甲”此空可不填）。

A．水 B．飽和NaHCO3溶液 C．CCl4

②選用該裝置會導致測量值總是偏大一些，分析原因 。

③若測得NH3的體積為VL（已折算為標準狀況下），則該硫酸亞鐵銨晶體的純度為

（列出計算式即可，不用簡化）。

Answer 1

【答案】（1）5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O（2分） 當滴加最后一滴酸性高錳酸鉀溶液時，溶液剛好變為淺紫色，且半分鐘內不再恢復原色，說明達到滴定終點（2分）

（2）SO42－+Ba2+=BaSO4↓（1分）；Fe2+ 已被空氣部分氧化（1 分）取少量硫酸亞鐵銨溶液，加入少量 KSCN 溶液，若溶液變為血紅色，說明 Fe2+ 已被空氣部分氧化； （2 分）

（3）①乙（1 分） 氨氣極易溶于水，甲裝置無法排液體，甚至會出現倒吸（2 分）c（1 分）

②裝置內的空氣被量出導致測量值偏大（1 分）

③（2 分）

【解析】

試題分析：

（1）在方案一中KMnO4具有強的氧化性，會把硫酸亞鐵銨中的Fe2+氧化產生Fe3+，MnO4－被還原產生Mn2+，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒可得反應的離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；MnO4－的水溶液是紫色的，Mn2+是無色的，在滴定達到終點時，錐形瓶內溶液由淺綠色變為淺紫色，且半分鐘內不再恢復原色，就說明達到滴定終點。

（2）方案二中會發生復分解反應：SO42-+Ba2+=BaSO4↓；

若實驗操作都正確，但方案一的測定結果總是小于方案二，其可能原因為Fe2+具有還原性，容易被空氣部分氧化，但是SO42-的物質的量不變，故使其準確度下降；

驗證Fe2+被氧化的假設的實驗方法是少量硫酸亞鐵銨溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液變為血紅色，說明Fe2+已被空氣部分氧化；

（3）①測定NH4+的含量是通過測定NH3的體積的方法，由于氨氣及容易溶于水，實驗不能通過排水的方法測定其體積，并且甲裝置無法排液體，甚至會出現倒吸故乙用排氣的方法測定其體積較為合理；

氨氣極易溶于水，所以量氣管中最佳試劑是氨氣不能溶解的液體物質，可以是四氯化碳，故選項c正確；

②裝置內的空氣被量出導致測量值偏大

③若測得NH3的體積為VL（已折算為標準狀況下），n（NH3）=VL÷22.4L/mol=V/22.4mol，根據N元素守恒可知n[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]=1/2 n（NH3）=V/（2×22.4）mol，所以則該硫酸亞鐵銨晶體的純度為