Question

硫酸亞鐵銨又稱莫爾鹽，淺綠色晶體，在空氣中比一般的亞鐵鹽穩定，溶于水但不溶于乙醇，化學式為[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]，相對分子質量為392，是常用的分析試劑．在實驗室，將FeSO₄和（NH₄）₂SO₄兩種溶液按一定比例混合，蒸發濃縮、冷卻結晶，很容易得到硫酸亞鐵銨晶體．某研究性學習小組已制備得到莫爾鹽，準備分析研究他們得到的產品．請你幫助完成部分項目：
（1）預測現象：向盛有莫爾鹽溶液的大試管中滴加濃NaOH溶液，并不斷振蕩．______．
（2）為了確定產品中亞鐵含量，研究小組經查閱資料后，打算用KMnO₄（酸化）溶液滴定莫爾鹽溶液中的Fe²⁺．離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe²⁺+Mn²⁺+4H₂O．滴定時必須選用的儀器有______（從如圖所列儀器中選填編號，同種儀器數量不限）；滴定時是否需要加加指示劑？______．若需要，請指出加什么指示劑；若不需要，請說明理由．______．
（3）取莫爾鹽產品23.520g，配成250mL溶液，取出25.00mL用0.0500mol/LKMnO₄溶液滴定，消耗KMnO₄溶液19.50mL，則產品中莫爾鹽的質量分數______．

Answer 1

解：（1）莫爾鹽化學式中含有亞鐵離子和銨離子，能夠與氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵和氨氣，所以向盛有莫爾鹽溶液的大試管中滴加濃NaOH溶液，現象為：生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色；同時放出大量刺激性且能使紅色石蕊試紙變藍得氣體，
故答案為：生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色；同時放出大量刺激性且能使紅色石蕊試紙變藍得氣體；
（2）高錳酸鉀溶液具有強氧化性，應該使用①酸式滴定管，盛裝待測液需要使用④錐形瓶，滴定管需要固定，用到⑤鐵架臺及⑥鐵夾；由于Fe²⁺完全反應時，過量的高錳酸鉀將使溶液出現紫色，可指示終點，不需要另加指示劑，
故答案為：①④⑤⑥；不需要； Fe²⁺完全反應，過量的高錳酸鉀將使溶液出現紫色，可指示終點；
（3）消耗的高錳酸鉀的物質的量為：0.0500mol/L×0.0195L=9.75×10^-4mol，
250mL溶液中需要消耗的高錳酸鉀的物質的量為：9.75×10^-4mol×=9.75×10^-3mol，
根據反應5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe²⁺+Mn²⁺+4H₂O，
亞鐵離子的物質的量為：n（Fe²⁺）=5n（MnO₄^-）=5×9.75×10^-3mol=4.875×10^-2mol，
莫爾鹽產品23.520g中含有的莫爾鹽質量為：392g/mol×4.875×10^-2mol=19.11g，
產品中莫爾鹽的質量分數為：×100%≈81.3%，
故答案為：81.3%．
分析：（1）根據莫爾鹽化學式[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]且能夠溶于水的性質進行分析；
（2）注意是滴定時選用的儀器，不是配制溶液需要儀器，所以應該選用酸式滴定管、錐形瓶、鐵架臺及鐵夾；Fe²⁺完全反應，過量的高錳酸鉀將使溶液出現紫色，可指示終點；
（3）根據消耗的高錳酸鉀的物質的量，計算出亞鐵離子的物質的量，再計算出250mL溶液中含有的莫爾鹽的質量，最后計算出莫爾鹽的質量分數．
點評：本題考查了莫爾鹽的含量測定，注意題中信息的處理，根據所學知識完成即可，本題難度中等．