Question

已知硫酸亞鐵銨晶體為淺綠色，易溶于水、不溶于乙醇，在水中的溶解度比FeSO₄和（NH₄）₂SO₄都要小；能水解；具有還原性，但比硫酸亞鐵穩(wěn)定．以下是將綠礬（FeSO₄?7H₂O）、硫酸銨以相等物質(zhì)的量混合可制得摩爾鹽晶體的流程圖．根據(jù)下圖回答：

（1）為處理廢鐵屑表面的油污，用10%Na₂CO₃溶液清洗，請(qǐng)用離子方程式表示Na₂CO₃溶液呈堿性的原因：

CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-

．
（2）步驟1中采用傾析法分離出鐵屑，下列適合用傾析法的有

AB

：
A．沉淀的顆粒較大     B．沉淀容易沉降     C．沉淀呈膠狀    D．沉淀呈絮狀
（3）步驟2中鐵屑過(guò)量的目的是（用離子方程式表示）：

Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

．步驟2中溶液趁熱過(guò)濾的原因是

防止溶液冷卻時(shí)，硫酸亞鐵因析出而損失

．
（4）步驟3中，加入（NH₄）₂SO₄固體后，應(yīng)加熱到

溶液表面出現(xiàn)晶膜

時(shí)，停止加熱．需經(jīng)過(guò)的實(shí)驗(yàn)操作包括：

蒸發(fā)濃縮

、

冷卻結(jié)晶

、減壓過(guò)濾（或抽濾）等得到較為

干燥

的晶體．
（5）抽濾裝置的儀器有：

布氏漏斗

、

抽濾瓶

、安全瓶、抽氣泵組成．
（6）產(chǎn)品中Fe²⁺的定量分析：
制得的摩爾鹽樣品中往往含有極少量的Fe³⁺．為了測(cè)定摩爾鹽產(chǎn)品中Fe²⁺的含量，一般采用在酸性下用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液滴定的方法．
稱(chēng)取4.0g的摩爾鹽樣品，溶于水，并加入適量稀硫酸．用0.2mol/L KMnO₄溶液滴定，當(dāng)溶液中Fe²⁺ 全部被氧化時(shí)，消耗KMnO₄溶液體積 10.00mL．
①請(qǐng)完成滴定過(guò)程中發(fā)生的離子方程式：

5

Fe²⁺+

1

MnO₄^-+

8H⁺

=

1

Mn²⁺+

5

Fe³⁺+

4

H₂O
②本實(shí)驗(yàn)的指示劑

D

．
A．酚酞    B．甲基橙   C．石蕊   D．不需要
③KMnO₄溶液置于

酸式

（酸式、堿式）滴定管中
④終點(diǎn)顏色的變化：

溶液由無(wú)（淺綠）色變?yōu)闇\紫色，半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)

．
⑤產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

14%

．
（7）在25℃時(shí)，相同物質(zhì)的量濃度的（NH₄）₂ CO₃、（NH₄）₂SO₄、摩爾鹽三種鹽溶液a，b，c，其銨根離子濃度由小到大的排列順序?yàn)椋?!--BA-->

a＜b＜c

．（用a，b，c回答）

Answer 1

分析：（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解使Na₂CO₃溶液呈堿性．
（2）沉淀的顆粒較大，靜止后容易沉降至容器底部，常用傾析法分離．
（3）防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺．
步驟2中溶液趁熱過(guò)濾防止溶液冷卻時(shí)，硫酸亞鐵因析出而損失．
（4）步驟3中，加入（NH₄）₂SO₄固體后，溶液表面出現(xiàn)晶膜時(shí)，停止加熱，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過(guò)減壓過(guò)濾（或抽濾）等得到較為干燥的晶體．
（5）抽濾裝置的儀器有布氏漏斗、抽濾瓶、安全瓶、抽氣泵等組成．
（6）①Fe²⁺→Fe³⁺，鐵元素化合價(jià)升高1價(jià)；MnO₄^-+→Mn²⁺，錳元素降低5價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為5，故Fe²⁺系數(shù)為5，MnO₄^- 系數(shù)為1，根據(jù)元素守恒配平Mn²⁺與Fe³⁺系數(shù)，根據(jù)電荷守恒可知缺項(xiàng)為H⁺，并確定其系數(shù)，進(jìn)而確定水的系數(shù)．
②MnO₄^-為紫色，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液，紫色不褪去，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)．
③KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，應(yīng)放置在酸式滴定管中．
④溶液由無(wú)（淺綠）色變?yōu)闇\紫色，半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)．
⑤根據(jù)關(guān)系式5Fe²⁺～MnO₄^-，計(jì)算4g產(chǎn)品中Fe²⁺的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算Fe²⁺的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算．
（7）（NH₄）₂SO₄溶液中只有NH₄⁺水解，（NH₄）₂ CO₃溶液中NH₄⁺、CO₃^2-相互促進(jìn)水解，摩爾鹽溶液中Fe²⁺，水解呈酸性，抑制NH₄⁺水解，NH₄⁺水解程度越大，NH₄⁺濃度越�。�

解答：解：（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-，使Na₂CO₃溶液呈堿性．
故答案為：CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-．
2）沉淀的顆粒較大，靜止后容易沉降至容器底部，常用傾析法分離．沉淀呈膠狀或絮狀，靜止后不容易沉降，不能采取傾析法分離．
故選：AB．
（3）Fe²⁺易被氧化為Fe³⁺，氧化的Fe³⁺與Fe發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺．
步驟2中溶液趁熱過(guò)濾防止溶液冷卻時(shí)，硫酸亞鐵因析出而損失．
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；防止溶液冷卻時(shí)，硫酸亞鐵因析出而損失．
（4）步驟3中，加入（NH₄）₂SO₄固體后，溶液表面出現(xiàn)晶膜時(shí)，停止加熱，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過(guò)減壓過(guò)濾（或抽濾）等得到較為干燥的晶體．
故答案為：溶液表面出現(xiàn)晶膜；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、干燥．
（5）抽濾裝置一般由布氏漏斗、抽濾瓶、安全瓶、抽氣泵等組成．
故答案為：布氏漏斗、抽濾瓶．
（6）①Fe²⁺→Fe³⁺，鐵元素化合價(jià)升高1價(jià)；MnO₄^-+→Mn²⁺，錳元素降低5價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為5，故Fe²⁺+系數(shù)為5，MnO₄^- 系數(shù)為1，根據(jù)元素守恒可知Mn²⁺與Fe³⁺系數(shù)分別為1、5，根據(jù)電荷守恒可知缺項(xiàng)為H⁺，H⁺其系數(shù)為2+3×5-[2×5-1]=8，根據(jù)H元素守恒可知H₂O系數(shù)是4，所以反應(yīng)離子方程式為5Fe²⁺+1MnO₄^-+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
故答案為：5、1、8H⁺、1、5、4．
②MnO₄^-為紫色，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液，紫色不褪去，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)，故不需要外加指示劑．
故選：D．
③KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，強(qiáng)氧化性可以腐蝕橡膠管，使用時(shí)通常加酸，故應(yīng)放置在酸式滴定管中．
故答案為：酸式．
④溶液由無(wú)（淺綠）色變?yōu)闇\紫色，半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)．
故答案為：溶液由無(wú)（淺綠）色變?yōu)闇\紫色，半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)．
⑤令4g產(chǎn)品中Fe²⁺的物質(zhì)的量為xmol，則：
5Fe²⁺～～～～～～MnO₄^-，
 5                1
 xmol      0.01L×0.2mol/L                 
所以x=

0.01L× 0.2mo1/L ×5

1

=0.01mol．
所以4g產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量0.01mol×56g/mol=0.56g．
所以4g產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.56g

4g

×100%=14%．
故答案為：14%．
（7）（NH₄）₂SO₄溶液中只有NH₄⁺水解，（NH₄）₂ CO₃溶液中NH₄⁺、CO₃^2-相互促進(jìn)水解，摩爾鹽溶液中Fe²⁺，水解呈酸性，抑制NH₄⁺水解．三種鹽溶液的濃度相同，NH₄⁺水解程度越大，NH₄⁺濃度越小，所以三種鹽溶液中NH₄⁺離子濃度由小到大的排列順序?yàn)椋海∟H₄）₂ CO₃＜（NH₄）₂SO₄＜摩爾鹽，即a＜b＜c．
故答案為：a＜b＜c．

點(diǎn)評(píng)：本題以莫爾鹽的制備為載體，考察鹽類(lèi)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(shí)解決問(wèn)題的能力．題目有一定的難度．注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握．