Question

【題目】某小組以廢鐵屑、稀硫酸、飽和（NH4）2SO4溶液為原料，經過一系列反應和操作后，合成了淺藍綠色晶體X．為確定其組成，進行如下實驗．
I．結晶水的測定：稱取7.84g淺藍綠晶體，加熱至100℃失去結晶水，冷卻至室溫
后，稱重，質量為5.68g．
Ⅱ．NH4+的測定：將上述5.68g固體置于如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入氮氣，用40.00mL l molL﹣1的硫酸溶液吸收產生氨氣．蒸氨結束后取下接收瓶，用2molL﹣1NaOH標準溶液滴定過剩的硫酸，到終點時消耗20.00mLNaOH溶液．
Ⅲ．鐵元素的測定：將上述實驗結束后三頸瓶中的溶液全部倒入錐形瓶中，向其中加入適量3%H2O2的溶液，充分振蕩后濾出沉淀，洗凈、干燥、灼燒后；測得其質量為1.6g． 回答下列問題：

（1）在實驗I中，不可能用到的實驗儀器是（填正確答案標號）．
A.燒杯
B.鐵架臺（帶鐵圈）
C.坩堝
D.蒸發皿
E.酒精燈
F.干燥器
G.托盤天平
（2）在實驗Ⅱ中，通入氮氣的目的是 ． 蒸氨結束后，為了減少實驗誤差，還需要對直形冷凝管進行“處理”，“處理”的操作方法是
（3）在實驗Ⅱ中，用NaOH標準溶液滴定過剩的硫酸時，應使用式滴定管；可使用的指示劑為 ．
（4）在實驗中，檢驗沉淀是否洗凈的方法是 ．
（5）根據上述實驗數據計算，該淺藍綠晶體的化學式為 ． 三頸瓶中發生反應的離子方程式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）AD
（2）將溶液中的氨全部蒸出；用蒸餾水沖洗冷凝管裝置2﹣3次，洗滌液并入錐形瓶中
（3）堿；酚酞（或甲基紅）
（4）取最后一次洗滌液于試管中，滴入1﹣2滴稀硝酸，再滴入硝酸鋇溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經洗凈
（5）FeSO4?（NH4）2SO4?6H2O或（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O；2NH4++Fe2++4OH﹣=Fe（OH）2↓+2NH3↑+2H2O
【解析】解：（1）結晶水的測定：稱量需要托盤天平（G），加熱需要酒精燈（E）、坩堝（C）、鐵架臺帶鐵圈（B）、玻璃棒、干燥時需干燥器（F）等，無須用燒杯（A）、蒸發皿（D），所以答案是：AD；（2）實驗Ⅱ的目的是測定銨根離子的含量，通過銨根離子和堿反應生成的氨氣的量測定，NH4++OH﹣ NH3↑+H2O，根據將氨氣全部趕出，減小誤差需通入氮氣，蒸氨結束后用蒸餾水沖洗冷凝管裝置2﹣3次，洗滌液并入錐形瓶中，目的保證生成的氨氣全部進入錐形瓶中與硫酸反應，
所以答案是：將溶液中的氨全部蒸出；用蒸餾水沖洗冷凝管裝置2﹣3次，洗，滌液并入錐形瓶中；（3）堿只能盛放在堿式滴定管中，酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，所以用NaOH標準溶液確定過剩的H2SO4時，應使用堿式滴定管盛放NaOH溶液；NaOH溶液和硫酸溶液恰好反應后呈中性，可以選擇酸性或堿性變色范圍內的指示劑，甲基紅為酸性變色指示劑、酚酞為堿性變色指示劑，所以可以選取甲基紅或酚酞作指示劑，
所以答案是：堿；酚酞（或甲基紅）；（4）溶液中存在硫酸銨，若未洗凈，加入1﹣2滴稀硝酸，再滴入硝酸鋇溶液，有白色沉淀生成，所以檢驗沉淀是否洗凈的方法是：取最后一次洗滌液于試管中，滴入1﹣2滴稀硝酸，再滴入硝酸鋇溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經洗凈，
所以答案是：取最后一次洗滌液于試管中，滴入1﹣2滴稀硝酸，再滴入硝酸鋇溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經洗凈；（5）由題給數據可知7.84g摩爾鹽中m（H2O）=7.84g﹣5.68g=2.16g，n（H2O）= =0.12mol，
消耗氫氧化鈉的物質的量是n=cv=lmolL﹣1×40.00mL=0.04mol，則根據反應式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知：剩余硫酸的物質的量是2molL﹣1×20.00mL× =0.02mol，則根據反應式2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4可知：與氨氣反應的硫酸的物質的量是0.04mol﹣0.02mol=0.02mol，則與硫酸反應的氨氣的物質的量是0.02mol×2=0.04mol，生成的m（NH3）=0.68g，2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，測得其質量為1.6g為氧化鐵，m（Fe2O3）=1.6g，n（Fe2O3）= =0.01mol，則m（NH4+）=0.04mol×18g/mol=0.72g，m（Fe2+）=0.02mol×56g/mol=1.12g，則m（SO42﹣）=7.84g﹣2.16g﹣0.72g﹣1.12g=3.84g，n（SO42﹣）= =0.04mol，所以n（NH4+）：n（Fe2+）：n（（SO42﹣）：n（H2O）=0.04mol：0.02mol：0.04mol：0.12mol=2：1：2：6，該淺藍綠晶體的化學式為FeSO4（NH4）2 SO46H2O 或（NH4）2Fe（SO4）26H2O，三頸瓶中亞鐵離子和銨根離子和氫氧根反應生成氫氧化亞鐵，反應為：2NH4++Fe2++4OH﹣=Fe（OH）2↓+2NH3↑+2H2O，
所以答案是：FeSO4（NH4）2 SO46H2O 或（NH4）2Fe（SO4）26H2O；2NH4++Fe2++4OH﹣=Fe（OH）2↓+2NH3↑+2H2O．