Question

【題目】某小組以廢鐵屑、稀硫酸、飽和(NH4)2SO4溶液為原料，經(jīng)過一系列反應(yīng)和操作后，合成了淺藍(lán)綠色晶體X。為確定其組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ.結(jié)晶水的測定：稱取7.84 g淺藍(lán)綠色晶體，加熱至100 ℃失去結(jié)晶水，冷卻至室溫后，稱重，質(zhì)量為5.68 g。

Ⅱ.NH4+的測定：將上述5.68 g固體置于如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10%的NaOH溶液，通入氮?dú)�，�?0.00 mL 1 mol·L－1的硫酸溶液吸收產(chǎn)生的氨氣。吸收氨氣結(jié)束后取下接收瓶，用2 mol·L－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的硫酸，到終點(diǎn)時消耗20.00 mL NaOH溶液。

Ⅲ.鐵元素的測定：將上述實(shí)驗(yàn)結(jié)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%的H2O2溶液，充分振蕩后濾出沉淀，洗凈、干燥、灼燒后；測得其質(zhì)量為1.6 g�；卮鹣铝袉栴}：

（1）在實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，不可能用到的實(shí)驗(yàn)儀器是_____(填正確答案標(biāo)號)。

A．燒杯 B．鐵架臺(帶鐵圈) C．坩堝 D．蒸發(fā)皿 E．酒精燈 F．干燥器 G．托盤天平

（2）在實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，通入氮?dú)獾哪康氖?/span>____________。吸收氨氣結(jié)束后，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，還需要對直形冷凝管進(jìn)行“處理”，“處理”的操作方法是_______________。

（3）在實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的硫酸時，應(yīng)使用_______式滴定管；可使用的指示劑為_______________。

（4）在實(shí)驗(yàn)中，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的方法是____________________。

（5）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該淺藍(lán)綠色晶體的化學(xué)式為________。三頸瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。

Answer 1

【答案】AD使溶液中的氨全部逸出用蒸餾水沖洗冷凝管裝置2～3次，洗滌液并入錐形瓶中堿酚酞(或甲基橙)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(jīng)洗凈FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O或(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O或(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O2NH4++Fe2++4OH－＝Fe(OH)2↓+2NH3↑+2H2O

【解析】

（1）結(jié)晶水的測定，稱量需要托盤天平，加熱需要酒精燈、坩堝、鐵架臺、玻璃棒，干燥時需要干燥器等，無須使用燒杯和蒸發(fā)皿，答案選AD。

（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ的目的是測定銨根離子的含量，通過銨根離子和堿反應(yīng)生成氨氣的量測定，將氨氣全部趕出，為減小誤差需要通入氮?dú)馐谷芤褐械陌比�部逸出。由于冷凝管中還有殘留的液體，因此吸收氨氣結(jié)束后，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，還需要對直形冷凝管進(jìn)行“處理”，“處理”的操作方法是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，所以用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液確定過剩的硫酸時，應(yīng)使用堿式滴定管盛放氫氧化鈉溶液。氫氧化鈉和硫酸溶液反應(yīng)后顯中性，可以選擇酸性或堿性變色范圍內(nèi)的指示劑，所以可以選擇酚酞(或甲基橙)。

（4）溶液中存在硫酸銨，若未洗凈，加入1～2滴稀硝酸，在滴入硝酸鋇溶液，有白色沉淀生成，所以檢驗(yàn)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(jīng)洗凈。

（5）由題中數(shù)據(jù)可知7.84g摩爾鹽中，水的質(zhì)量為7.84g－5.68g＝2.16g，物質(zhì)的量為2.16g÷18g/mol＝0.12mol，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.04mol，則根據(jù)反應(yīng)式可知剩余硫酸的物質(zhì)的量為0.02mol，則根據(jù)氨氣與硫酸的反應(yīng)分析，與氨氣反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.04mol－0.02mol＝0.02mol，則與硫酸反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量為0.02mol×2＝0.04mol，生成的氨氣的質(zhì)量為0.68g，氧化鐵的質(zhì)量為1.6g，氧化鐵的物質(zhì)的量為0.01mol，銨根離子的質(zhì)量為0.04mol×18g/mol＝0.72g，亞鐵離子的質(zhì)量為0.02mol×56g/mol＝1.12g，則硫酸根離子的質(zhì)量為7.84g－2.16g－0.72g－1.12g＝3.84g，物質(zhì)的量為3.84g÷96g/mol＝0.04mol，所以銨根離子：亞鐵離子：硫酸根離子：水的物質(zhì)的量之比為＝0.04:0.02:0.04:0.12＝2:1:2:6，則該晶體的化學(xué)式為：FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O或(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O或(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O；三頸燒瓶中亞鐵離子、銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵、氨氣和水，離子方程式為2NH4++Fe2++4OH－＝Fe(OH)2↓+2NH3↑+2H2O。