Question

17．硫酸亞鐵銨是一種淺藍綠色晶體，俗稱摩爾鹽．
其化學式為：FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O 硫酸亞鐵在空氣中易被氧化，而形成摩爾鹽后就穩(wěn)定了．硫酸亞鐵銨可由硫酸亞鐵與硫酸銨等物質的量混合制得．三種鹽的溶解度（單位為g/100g水）如下表：

溫度/℃	10	20	30	40	50	70
（NH4）2SO4	73.0	75.4	78.0	81.0	84.5	91.9
FeSO4•7H2O	40.0	48.0	60.0	73.3	-	-
摩爾鹽	18.1	21.2	24.5	27.9	31.3	38.5

如圖是模擬工業(yè)制備硫酸亞鐵銨晶體的實驗裝置
回答下列問題：
Ⅰ．（1）先用30%的氫氧化鈉溶液煮沸廢鐵屑（含少量油污、鐵銹、FeS等），再用清水洗凈，用氫氧化鈉溶液煮沸的目的是除去鐵屑中油污
（2）將處理好的鐵屑放入錐形瓶中，加入稀硫酸，錐形瓶中發(fā)生反應的離子方程式可能為ABCD（填序號）
A．Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑               B．Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O
C．2Fe³⁺+H₂S═2Fe²⁺+S↓+2H⁺         D．2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺
（3）利用容器②的反應，向容器①中通入氫氣，應關閉活塞A，打開活塞BC（填字母）．容器③中NaOH溶液的作用是吸收硫化氫氣體，防止污染空氣；向容器①中通人氫氣的目的是防止亞鐵離子被氧氣氧化
Ⅱ．待錐形瓶中的鐵屑快反應完時，關閉活塞B、C，打開活塞A，繼續(xù)產生的氫氣會將錐形瓶中的硫酸亞鐵（含極少部分未反應的稀硫酸）壓到飽和硫酸銨溶液的底部．在常溫下放置一段時間，試劑瓶底部將結晶出硫酸亞鐵銨．硫酸亞鐵與硫酸銨溶液混合就能得到硫酸亞鐵銨晶體，其原因是硫酸亞鐵銨的溶解度最��；從容器①中分離并得到純凈硫酸亞鐵銨晶體的操作方法是過濾、用酒精洗滌、干燥
Ⅲ．制得的硫酸亞鐵銨晶體中往往含有極少量的Fe³⁺，為測定晶體中Fe²⁺的含量，稱取一份質量為20.0g的硫酸亞鐵銨晶體樣品，制成溶液．用0.5mo1/LKMnO₄溶液滴定，當溶液中Fe²⁺全部被氧化，MnO?₄被還原成Mn²⁺時，耗KMnO₄溶液體積20.00mL．滴定時，將KMnO₄溶液裝在酸式（填酸式或堿式）滴定管中，判斷反應到達滴定終點的現象為溶液剛出現紫紅色，保持30s不變；晶體中FeSO₄的質量分數為38%．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）氫氧化鈉溶液在加熱條件下能使油污發(fā)生水解；
（2）鐵屑中含有鐵銹（Fe₂O₃）、FeS等，都與硫酸發(fā)生反應，反應后的產物Fe³⁺與S^2-、Fe²⁺也可以發(fā)生氧化還原反應；
（3）亞鐵離子能被空氣中的氧氣氧化，氫氧化鈉溶液能吸收含雜質的鐵屑與硫酸反應產生的硫化氫氣體，防止污染空氣；
Ⅱ．在溶液中溶解度小的物質先析出；從溶液中析出的硫酸亞鐵銨晶體表面有硫酸、水等雜質，需要除雜、干燥；
Ⅲ．KMnO₄溶液有強氧化性，容易氧化橡皮；高錳酸鉀溶液滴入亞鐵鹽溶液中，高錳酸鉀溶液會褪色，如果高錳酸鉀溶液的顏色不褪色說明加入的高錳酸鉀溶液已經足量，據此電子得失守恒得關系式5FeSO₄～KMnO₄，可以計算出FeSO₄的質量，再根據 $\frac{FeS{O}_{4}}{樣品的質量}$×100%得到晶體中FeSO₄的質量分數．

解答 解：Ⅰ．（1）氫氧化鈉溶液在加熱條件下能使油污發(fā)生水解，所以用氫氧化鈉溶液煮沸的目的是除去鐵屑中油污，故答案為：除去鐵屑中油污；
（2）鐵屑中含有鐵銹（Fe₂O₃）、FeS等，都與硫酸發(fā)生反應，反應后的產物Fe³⁺與S^2-、Fe²⁺也可以發(fā)生氧化還原反應，故選：ABCD；
（3）亞鐵離子能被空氣中的氧氣氧化，所以要通入氫氣，排除空氣，防止亞鐵離子被氧氣氧化，氫氧化鈉溶液能吸收含雜質的鐵屑與硫酸反應產生的硫化氫氣體，防止污染空氣，所以利用容器②的反應，向容器①中通入氫氣，應先將氣體通過氫氧化鈉溶液，再通入容器①，所以應關閉活塞A，打開活塞BC，
故答案為：A；BC；吸收硫化氫氣體，防止污染空氣；防止亞鐵離子被氧氣氧化；
Ⅱ．根據表中的數據可知，硫酸亞鐵、硫酸銨、硫酸亞鐵銨三種物質中，硫酸亞鐵銨的溶解度最小，所以硫酸亞鐵銨在溶液中先析出，從溶液中析出的硫酸亞鐵銨晶體表面有硫酸、水等雜質，需要除雜、干燥，所以從容器①中分離并得到純凈硫酸亞鐵銨晶體的操作方法是過濾、用酒精洗滌、干燥，
故答案為：硫酸亞鐵銨的溶解度最�。贿^濾、用酒精洗滌、干燥；
Ⅲ．KMnO₄溶液有強氧化性，容易氧化橡皮，所以將KMnO₄溶液裝在酸式滴定管中，高錳酸鉀溶液滴入亞鐵鹽溶液中，高錳酸鉀溶液會褪色，如果高錳酸鉀溶液的顏色不褪色說明加入的高錳酸鉀溶液已經足量，所以反應到達滴定終點的現象為溶液剛出現紫紅色，保持30s不變，據此電子得失守恒得關系式5FeSO₄～KMnO₄，可以計算出FeSO₄的質量為5×0.5mo1•L^-1×0.02L×152g/mol=7.6g，所以FeSO₄的質量分數=$\frac{FeS{O}_{4}}{樣品的質量}$×100%=$\frac{7.6}{20}$×100%=38%，
故答案為：酸式；溶液剛出現紫紅色，保持30s不變；38%．

點評 本題以莫爾鹽的制備為載體，考察氧化還原反應、氧化還原反應滴定應用、物質分離提純等有關實驗操作以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力．題目有一定的難度，注意基礎知識的全面掌握．