Question

17．在FeSO₄溶液中加入（NH₄）₂SO₄固體可制備硫酸亞鐵銨晶體[（NH₄）₂S₄•FeSO₄•6H₂O]，該晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇．
（1）配制FeSO₄溶液時需要加入少量稀硫酸的目的是抑制FeSO₄的水解，判斷FeSO₄溶液是否變質(zhì)的方法是取適量FeSO₄溶液于試管中，向溶液中加入KSCN溶液，若溶液變紅，則說明FeSO₄溶液變質(zhì)，無現(xiàn)象則不變質(zhì)．
（2）實驗室通常向FeSO₄溶液中加入飽和（NH₄）₂SO₄溶液，然后經(jīng)過“一系列操作”后得到硫酸亞鐵銨晶體，其中“一系列操作”依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥．
（3）為了洗滌硫酸亞鐵銨晶體的粗產(chǎn)品，下列方法中最合適的是d（填字母）．
a．用冷水洗 b．先用冷水洗，后用無水乙醇洗
c．用Na₂SO₄熔液洗 d．用無水乙醇洗
（4）為了測定硫酸亞鐵晶體產(chǎn)品的純度，稱取ag產(chǎn)品溶于水，配制成500mL溶液，取待測液25.00mL
用濃度為cmol•L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定．重復上述操作2次，實驗結(jié)果如下：

實驗次數(shù)	第一次	第二次	第三次
消耗高錳酸鉀溶液的體積/ml	25.52	25.02	24.98

①滴定過程中發(fā)生反應的離子方程式為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
②滴定終點的現(xiàn)象是最后一滴滴入，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且30s不變色，．
③該產(chǎn)品的純度為$\frac{980c}{a}$×100%（用含a、c的代數(shù)式表示）．
④上表中第一次實驗記錄的數(shù)據(jù)明顯大于后兩次，其原因可能是bc（填字母）．
a．實驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時酸性高錳酸鉀溶液的體積
b．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡
c．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過，后兩次來潤洗
d．該酸性高錳酸鉀標準液未用硫酸酸化，改用硝酸酸化．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二價鐵易發(fā)生水解反應分析；FeSO₄溶液變質(zhì)后生成Fe³⁺；
（2）步驟3是由溶液中獲得晶體，是抑制亞鐵離子的水解下的蒸發(fā)與結(jié)晶過程；
（3）依據(jù)該晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇分析，洗滌不能溶解產(chǎn)品，不能引入新的雜質(zhì)；
（4）稱取a g產(chǎn)品溶于水，配制成500mL溶液，用濃度為c mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定，
①發(fā)生的反應為高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子；
②反應終點的判斷可以利用高錳酸鉀溶液的紫紅色判斷，滴入最后一滴溶液變化為紫紅色，半分鐘內(nèi)不變，證明反應達到終點；
③依據(jù)反應的定量關系計算亞鐵離子物質(zhì)的量，得到（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O的質(zhì)量，計算純度，高錳酸鉀溶液的體積第一次誤差較大，應舍去；
④a．實驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時酸性高錳酸鉀溶液的體積，液面被提高，讀取體積減��；
b．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡測定溶液體積增大；
c．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過，后兩次未潤洗，待裝液潤洗會增多消耗高錳酸鉀溶液的體積，測定結(jié)果增大；
d．該酸性高錳酸鉀標準液未用硫酸酸化，改用硝酸酸化，消耗的高錳酸鉀體積減少．

解答 解：（1）由于FeSO₄易發(fā)生水解，故加入稀硫酸來抑制其水解；FeSO₄溶液變質(zhì)后生成Fe³⁺，故取適量FeSO₄溶液于試管中，向溶液中加入KSCN溶液，若溶液變紅，則說明FeSO₄溶液變質(zhì)，
故答案為：抑制FeSO₄的水解；取適量FeSO₄溶液于試管中，向溶液中加入KSCN溶液，若溶液變紅，則說明FeSO₄溶液變質(zhì)，無現(xiàn)象則不變質(zhì)；
（2）步驟3是由溶液中獲得晶體，亞鐵離子在加熱過程中會發(fā)生水解，應在抑制亞鐵離子的水解情況下，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌等．
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；
（3）因為硫酸亞鐵銨易溶于水，不溶于乙醇，應該用乙醇洗滌，減少硫酸亞鐵銨的溶解，同時利用乙醇和水互溶，從而達到洗滌的要求，故選d，
故答案為：d；
（4）①利用高錳酸鉀的強氧化性，F(xiàn)e²⁺的強還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應，F(xiàn)e²⁺被氧化成Fe³⁺↑1，Mn由+7價→+2↓5，最小公倍數(shù)5，根據(jù)原子個數(shù)、電荷守恒，即MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
②向溶液中滴加中高錳酸鉀，高錳酸鉀顯紫紅色，因此滴定到終點：最后一滴滴入，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且30s不變色，
故答案為：最后一滴滴入，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且30s不變色；
③因為第一次與第二次、第三次相差較大，忽略不計，消耗高錳酸鉀溶液的體積為$\frac{25.02+24.98}{2}$ml=25mL，根據(jù)離子反應方程式，得出：n[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]=5n（KMnO₄）=25×10^-3×c×5mol，則500mL溶液中含有n[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]=25×10^-3×c×5×500/25mol=2.5cmol，
所以質(zhì)量分數(shù)=2.5c×$\frac{392}{a}$×100%=$\frac{980c}{a}$×100%，
故答案為：$\frac{980c}{a}$×100%；
a、俯視讀數(shù)，造成所讀的數(shù)偏小，故a錯誤；
b、滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡，所消耗的液體體積增加，故b正確；
c、錐形瓶用待測液潤洗，待測液的物質(zhì)的量增加，則消耗高錳酸鉀的體積增加，故c正確；
d、該酸性高錳酸鉀標準液未用硫酸酸化，改用硝酸酸化，硝酸具有氧化性，也會也會亞鐵離子，消耗的高錳酸鉀體積減少，故d錯誤．
故答案為：bc．

點評 本題考查了液的加熱、過濾、固體溶解、蒸發(fā)（防水解）、結(jié)晶等一系列實驗基本操作、離子檢驗等氫氧化亞鐵制備的非常規(guī)制備方法和實驗過程分析判斷，滴定實驗的注意問題和計算應用，注意掌握物質(zhì)性質(zhì)，實驗過程的理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．