摩爾鹽[（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O]在空氣中比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，是化學分析中常用的還原劑．某研究性學習小組用如圖所示的實驗裝置來制取摩爾鹽，實驗步驟如下，回答下列問題：
（1）用30%的NaOH溶液和廢鐵屑（含少量油污、鐵銹、FeS等）混合、煮沸、冷卻、分離，將分離出的NaOH溶液裝入③中．
（2）利用容器②的反應(yīng)，向容器①中通入氫氣，應(yīng)關(guān)閉活塞
A
A
，打開活塞
BC
BC
（填字母）．向容器①中通入氫氣的目的是
趕走硫酸銨溶液中的溶解O2和容器①液面上部的O2（或避免Fe2+被氧化）
趕走硫酸銨溶液中的溶解O2和容器①液面上部的O2（或避免Fe2+被氧化）
．
（3）待錐形瓶中的鐵屑快反應(yīng)完時，關(guān)閉活塞B、C，打開活塞A，繼續(xù)產(chǎn)生的氫氣會將錐形瓶中的硫酸亞鐵（含極少部分未反應(yīng)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(jié)晶出硫酸亞鐵銨．
（4）為了確定產(chǎn)品中亞鐵離子的含量，研究小組用滴定法來測定．若取產(chǎn)品24.50g配成100mL溶液，取出10.00mL用0.1000mol?L-1KMnO4酸性溶液滴定，消耗KMnO4溶液10.00mL．
①試配平反應(yīng)的離子方程式：
1
1
MnO4-+
5
5
Fe2++
8
8
H+=
1
1
Mn2++
5
5
Fe3++
4
4
H2O
②滴定時，將KMnO4溶液裝在
酸式
酸式
（酸式或堿式）滴定管中，判斷反應(yīng)到達滴定終點的現(xiàn)象為
當溶液變成紫紅色且30s內(nèi)不褪色
當溶液變成紫紅色且30s內(nèi)不褪色
．
③產(chǎn)品中摩爾鹽的質(zhì)量分數(shù)
80%
80%
．
分析：（2）由裝置圖可知，容器②的長導管插入液面以下，氫氣只能從容器②的短導管出來，經(jīng)過容器③加向容器①中．通入氫氣排盡裝置內(nèi)空氣，防止Fe2+氧化；
（4）①依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒、電荷收、原子守恒配平寫出離子方程式：
②高錳酸鉀溶液具有強氧化性，需要裝在酸式滴定管中，滴定終點利用高錳酸鉀溶液呈紫紅色做指示劑指示到終點；
③根據(jù)關(guān)系式5Fe2+～MnO4-計算24.50g產(chǎn)品中Fe2+的物質(zhì)的量，由（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O可知Fe2+的物質(zhì)的量等于莫爾鹽的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算莫爾鹽的質(zhì)量，利用質(zhì)量分數(shù)定義計算．
解答：解：（2）由裝置圖可知，向容器①中通入氫氣，應(yīng)關(guān)閉活塞A，打開活塞B、C．硫酸銨溶液中的溶解O2，容器①液面上部有O2，F(xiàn)e2+易被氧化為Fe3+，通入氫氣趕走硫酸銨溶液中的溶解O2和容器①液面上部的O2，防止Fe2+被氧化為Fe3+；
故答案為：A；B、C；趕走硫酸銨溶液中的溶解O2和容器①液面上部的O2，防止Fe2+被氧化為Fe3+；
（4）①高錳酸鉀與Fe2+的反應(yīng)是MnO4-～Mn2+～5e-；Fe2+～Fe3+～e-；依據(jù)電子守恒，鐵離子和亞鐵離子前乘5，依據(jù)原子守恒和電荷守恒得到反應(yīng)的離子方程式為：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；故答案為：1 5 8 1 5 4；
②高錳酸鉀溶液具有強氧化性，需要裝在酸式滴定管中，滴定終點利用高錳酸鉀溶液呈紫紅色做指示劑指示到終點；
故答案為：酸式； 當溶液變成紫紅色且30s內(nèi)不褪色；
③假設(shè)24.50g產(chǎn)品中Fe2+的物質(zhì)的量為xmol，則：
5Fe2+～～～～～～MnO4-，
5                 1
xmol  0.01L×0.1000mol/L×10
所以x=
0.01L×0.1000mol/L×10×5
1
=0.05mol．
所以24.50g產(chǎn)品中（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O的為0.05mol，
所以24.50g產(chǎn)品中（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O的質(zhì)量為0.05mol×392g/mol=19.6g．
所以24.50g產(chǎn)品中（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O的質(zhì)量分數(shù)為
19.6g
24.50g
×100%=80%．
故答案為：80%．
點評：本題以莫爾鹽的制備為載體，考查物質(zhì)分離提純等有關(guān)實驗操作、實驗原理與裝置的理解分析與評價、對催化能力的探究實驗的理解、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用以計算、以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力等．題目有一定的難度．需學生具有扎實的基礎(chǔ)知識與靈活運用知識解決問題的能力．注意（4）中計算，容易忽略所取溶液體積，為易錯點．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：

（2013?上海二模）鐵鹽在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域有重要的價值．
（1）將55.600g綠礬（FeSO4?7H2O，式量為278）在高溫下加熱，充分反應(yīng)后生成Fe2O3固體和SO2、SO3、水的混合氣體，則生成Fe2O3的質(zhì)量為
16
16
g；SO2為
0.1
0.1
mol．
（2）實驗室可用以下方法制備摩爾鹽晶體[（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O，式量為392]．
Ⅰ、將4.400g鐵屑（含F(xiàn)e2O3）與25mL3mol/L H2SO4充分反應(yīng)后，得到 FeSO4和H2SO4的混合溶液，稀釋溶液至100mL，測得其pH=1．
（1）鐵屑中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)是
36%
36%
（保留兩位小數(shù)）．
Ⅱ、向上述100mL溶液中加入與該溶液中FeSO4等物質(zhì)的量的（NH4）2SO4晶體，待晶體完全溶解后蒸發(fā)掉部分水，冷卻至t℃，析出摩爾鹽晶體12.360g，剩余溶液的質(zhì)量為82.560g．
（2）t℃時，（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O的溶解度是
22.35
22.35
 g/100g水（保留兩位小數(shù)）．
（3）黃鐵礬是難溶于水且不含結(jié)晶水的鹽，它由兩種陽離子和兩種陰離子構(gòu)成．工業(yè)上常用生成黃鐵礬的方法除去溶液中的Fe2+，原理是：用氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+，F(xiàn)e3+的水解產(chǎn)物與溶液中某些離子一起生成黃鐵礬沉淀．
實驗室模擬工業(yè)過程的操作如下：
向1L 0.0500mol/L的稀硫酸中加入16.680g綠礬，完全溶解后，依次加入1.065gNaClO3（式量106.5）和1.610gNa2SO4?10H2O（式量322），充分反應(yīng)后，得到9.700g黃鐵礬沉淀．所得無色溶液中含有的H+為0.16mol，SO42-為0.075mol，Cl-為0.01mol．
計算并確定黃鐵礬的化學式．

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科目：高中化學 來源：2013-2014學年湖北省高三上學期期末考試理綜化學試卷（解析版） 題型：實驗題

二氧化氯（ClO2）是一種廣譜、高效的殺菌消毒劑，有與氯氣相似的強烈刺激性氣味，易溶于水，沸點11℃，遇熱不穩(wěn)定易分解發(fā)生爆炸。一種工業(yè)制法用硫鐵礦(主要成分為FeS2)還原氯酸鈉制取二氧化氯，某研究小組在實驗室設(shè)計如下裝置制備ClO2的水溶液。

（1）三頸燒瓶中加入NaClO3溶液、濃H2SO4，通入空氣，調(diào)節(jié)恒溫器至60℃，通過固體加料器緩慢勻速加入硫鐵礦粉末。反應(yīng)開始時燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式如下，請配平該方程式：□ClO3－ ＋□FeS2＋□H＋＝□ClO2＋□Fe3＋＋□SO42－＋□H2O

（2）裝置D的作用是                              。

（3）用上述反應(yīng)完后的廢液(除上述產(chǎn)物外，還有Al3＋、Mg2＋、H＋、Cl－等)可制備摩爾鹽，即(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。其操作流程如下：

回答下列問題：

①操作Ⅰ的名稱為：               。

②試劑X是           ，寫出發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式                        。

③為測定(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶體中鐵的含量，某實驗小組做了如下實驗：用電子天平準確稱量5.000g硫酸亞鐵銨晶體，配制成250mL溶液。取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，加稀H2SO4酸化，用0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至Fe2+恰好全部氧化成Fe3+，同時，MnO4＿被還原成Mn2+。測得消耗KMnO4溶液的平均體積為21.00mL。則該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)為           。（保留4位有效數(shù)字）

 

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科目：高中化學 來源：2012-2013學年江蘇省蘇州市高三調(diào)研測試化學試卷（解析版） 題型：計算題

摩爾鹽[xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O]是一種重要化工原料。其組成可通過下列實驗測定：

①稱取1.5680 g 樣品，準確配成100 mL溶液A。

②量取25.00 mL溶液A，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，過濾、洗滌，干燥至恒重，得到白色固體0.4660 g。

③再量取25.00 mL溶液A，滴加適量稀硫酸，用0.0200 mol·L－1KMnO4溶液滴定至終點，生成Mn2＋，消耗KMnO4溶液10.00 mL。

（1）已知室溫下BaSO4的Ksp=1.1×10－10，欲使溶液中c(SO42－)≤1. 0×10－5mol·L－1，應(yīng)保持溶液中c(Ba2＋)

≥           mol·L－1。

（2）③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為              ，滴定終點的現(xiàn)象是           。

（3）通過計算確定樣品的組成（必須寫出計算過程）。

 

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

硫酸亞鐵銨的制備

1、硫酸亞鐵銨晶體的性質(zhì)

物理性質(zhì)：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

化學性質(zhì)：能水解；具有還原性，但比硫酸亞鐵穩(wěn)定

2、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。

 (NH4)2SO4＋FeSO4＋ 6H2O＝  (NH4)2SO4•FeSO4•6H2O↓根據(jù)下圖回答：

（1）步驟1Na2CO3的主要作用是                                  。

（2）步驟2中鐵屑過量的目的是（用離子方程式表示）：                                                     

（3）步驟3中，加入(NH4)2SO4固體后，要得到摩爾鹽晶體，需經(jīng)過的實驗操作包括：加熱蒸發(fā)、 　　　　　　、 　　　　　。

（4）步驟3中制得的晶體過濾后用無水乙醇洗滌的目的是                      。

操作對比：

1、三個步驟中都含有加熱的操作：

步驟1中：小火加熱的目的是：

                                                            ；

步驟2中：水浴加熱的優(yōu)點是                                       ；

           水浴加熱是為了                                          ；

步驟3中：加熱是為了蒸發(fā)溶劑，濃縮結(jié)晶。

思考：該實驗中，要得到摩爾鹽晶體，應(yīng)加熱到                    時，停止加熱。

為什么不能蒸干？                                                            

                                                                      

那么蒸發(fā)下列溶液呢？

①從CuSO4溶液得到膽礬晶體：                                               。

②從NaCl溶液得到NaCl固體：                                            

2、三個步驟中都含有固液分離的操作：

步驟1中采用傾析法分離出鐵屑，下列適合用傾析法的有：

     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

步驟2中溶液趁熱過濾的原因是                               。

步驟3中可以用如下裝置進行過濾：

（1）這種過濾方式稱為：                     

（2）這種過濾跟普通過濾相比，除了過濾速度快外，

還有一個優(yōu)點是：                      。

（3）你能講出儀器A、B、C的名稱么？

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科目：高中化學 來源： 題型：

摩爾鹽〔（NH4)2SO4·FeSO4·6H2O〕在空氣中比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，是分析化學中常用的還原劑。某研究性學習小組設(shè)計了下面的實驗裝置來制備摩爾鹽。

實驗步驟：

（1）把30% NaOH溶液和廢鐵屑混合、煮沸、冷卻，用清水洗凈廢鐵屑。將洗滌鐵屑后的NaOH溶液裝入F中。

（2）在E中用處理過的Fe屑和稀H2SO4反應(yīng)制取FeSO4。

（3）將硫酸亞鐵溶液與硫酸銨溶液混合，結(jié)晶得摩爾鹽。

試回答下列問題：

（1）F中的NaOH溶液的主要作用是____________________________________________。

（2）Fe屑和稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣可趕走裝置中的氧氣及（NH4）2SO4溶液中的溶解氧，操作時應(yīng)先關(guān)閉活塞______________，并同時打開活塞______________。

請寫出Fe屑和稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的另外一個作用____________________________。

（3）使摩爾鹽結(jié)晶可采取兩種方法：①蒸發(fā)溶液，再自然冷卻結(jié)晶；②不蒸發(fā)溶液，直接自然冷卻結(jié)晶。你認為較好的方法是______________。（填序號）

（4）原料利用率高，副產(chǎn)品少，產(chǎn)生的有害廢物少，保護環(huán)境是“綠色化學”的主要內(nèi)涵。請寫出此實驗中能體現(xiàn)“綠色化學”的具體做法（至少寫出兩點）：

_______________________________________、______________________________________。

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