Question

9．摩爾鹽[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]易溶于水，具有還原性，如圖是利用廢鐵屑、稀硫酸和硫酸銨為原料制取摩爾鹽的流程圖．

回答下列問(wèn)題：
（1）在“步驟l”中加Na₂CO₃溶液是為了洗滌除去廢鐵屑表面的油污，加熱的目的是平衡CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-右移，增強(qiáng)溶液堿性（利用簡(jiǎn)要文字和必要的離子方程式說(shuō)明），配制100g10%的Na₂CO₃溶液需要的儀器有藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒和天平；
（2）“步驟2”中所用廢鐵屑必須過(guò)量，原因是為防止產(chǎn)生Fe³⁺，保證所制摩爾鹽的純度；
（3）“步驟3”加入（NH₄）₂SO₄固體充分?jǐn)嚢枞芙夂螅�依次進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥；
（4）一般采用滴定法測(cè)定摩爾鹽產(chǎn)品中Fe²⁺的含量：稱取4.0g摩爾鹽樣品，溶于水，加入適量稀硫酸，用0.2mol/LKMnO₄溶液滴定，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，消耗10.00mL KMnO₄溶液．
①滴定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%；
③滴定過(guò)程中．左手控制酸式滴定管的活塞，右手搖動(dòng)錐形瓶，直到溶液出現(xiàn)淺紫色且半分鐘內(nèi)不褪色時(shí)停止滴定，讀數(shù)．此時(shí)若俯視讀數(shù)．測(cè)定結(jié)果將偏低（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 用碳酸鈉溶液可以處理鐵屑表面的油污等雜質(zhì)，得到的鐵和硫酸反應(yīng)可以生成硫酸亞鐵溶液，鐵過(guò)量，過(guò)量過(guò)量的鐵，得硫酸亞鐵溶液，加入硫酸銨混合固體充分?jǐn)嚢枞芙�，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過(guò)濾、洗滌、干燥得到較為摩爾鹽晶體，
（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使平衡右移，增強(qiáng)溶液堿性；由固體藥品配制溶液需要的儀器有藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒和天平；
（2）鐵防止鐵離子被氧化；
（3）硫酸亞鐵溶液，加入硫酸銨混合固體充分?jǐn)嚢枞芙�，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過(guò)濾、洗滌、干燥得到較為摩爾鹽晶體；
（4）用滴定法測(cè)定摩爾鹽產(chǎn)品中Fe²⁺的含量：稱取摩爾鹽樣品，溶于水，加入適量稀硫酸，用KMnO₄溶液滴定，滴定過(guò)程中，左手控制酸式滴定管的活塞，右手搖動(dòng)錐形瓶，直到溶液出現(xiàn)淺紫色且半分鐘內(nèi)不褪色時(shí)停止滴定，讀數(shù)，根據(jù)5Fe²⁺～～MnO₄^-，由高錳酸鉀的消耗可得樣品中亞鐵離子的量，據(jù)此可得．

解答 解：（1）Na₂CO₃溶液中CO₃^2-水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使平衡右移，增強(qiáng)溶液堿性；配制100g10%的Na₂CO₃溶液需要的儀器有藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒和天平；
故答案為：使平衡CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-右移，增強(qiáng)溶液堿性；天平；
（2）為防止產(chǎn)生Fe³⁺，保證所制摩爾鹽的純度，步驟2中鐵過(guò)量；
故答案為：為防止產(chǎn)生Fe³⁺，保證所制摩爾鹽的純度；
（3）硫酸亞鐵溶液，加入硫酸銨混合固體充分?jǐn)嚢枞芙�，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過(guò)濾、洗滌、干燥得到較為摩爾鹽晶體；
故答案為：冷卻結(jié)晶；
（4）①高錳酸根氧化亞鐵離子為鐵離子，自身被還原為錳離子，離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②假設(shè)4.0產(chǎn)品中Fe²⁺的物質(zhì)的量為xmol，則：
5Fe²⁺～～MnO₄^-，
5                 1
xmol        0.01L×0.2mol/L
則x=0.01mol，產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量為0.01mol×56g/mol=0.56g，產(chǎn)品中Fe²⁺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.56}{4}×100%$=14%；
故答案為：14%；
③滴定過(guò)程中，左手控制酸式滴定管的活塞，右手搖動(dòng)錐形瓶，直到溶液出現(xiàn)淺紫色且半分鐘內(nèi)不褪色時(shí)停止滴定，讀數(shù)；此時(shí)若俯視讀數(shù)，高錳酸鉀的體積讀書(shū)偏小，測(cè)定結(jié)果將偏低；
故答案為：酸式滴定管的活塞；溶液出現(xiàn)淺紫色且半分鐘內(nèi)不褪色；低．

點(diǎn)評(píng) 本題以莫爾鹽的制備為載體，考查涉及對(duì)工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、對(duì)條件的控制選擇與理解、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用以計(jì)算，題目難度中等．需學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．