Question

【題目】硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]較硫酸亞鐵不易被氧氣氧化，是分析化學中重要的試劑，常用于代替硫酸亞鐵。硫酸亞鐵銨在 500 ℃時隔絕空氣加熱完全分解。回答下列問題：

(1)硫酸亞鐵銨隔絕空氣加熱完全分解，發生了氧化還原反應，固體產物可能有FeO和Fe2O3，氣體產物可能有NH3、SO3、H2O、N2和__________。

(2)為檢驗分解產物的成分，設計如下實驗裝置進行實驗，加熱A中的硫酸亞鐵銨至分解完全。

① A中固體充分加熱較長時間后，通入氮氣，目的是__________________________。

②為驗證A中殘留物是否含有FeO，需要選用的試劑有____________(填字母)。

A．KSCN溶液 B．稀硫酸

C．濃鹽酸 D．KMnO4溶液

③裝置B中BaCl2溶液的作用是為了檢驗分解產物中是否有________氣體生成，若含有該氣體，觀察到的現象為_______________________________________。

④若A中分解產物有N2，固體殘留物只有Fe2O3，Fe2O3的物質的量為b mol，C中沉淀物質的量為a mol，則b________________(填“大于”“小于”或“等于”)a。

⑤實驗中，觀察到C中有白色沉淀生成，則C中發生的反應為___________________________________________(用離子方程式表示)。

(3)為測定某固體樣品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的含量，某實驗小組做了如下實驗：

測定原理：MnO＋Fe2＋＋H＋―→Mn2＋＋Fe3＋＋H2O(方程式未配平)

測定步驟：步驟一：準確稱量20.00 g硫酸亞鐵銨晶體，配制成100 mL溶液。

步驟二：取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中，加稀H2SO4酸化，用0.100 0 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至終點，重復兩次，平均消耗KMnO4溶液16.00 mL。

①如何判斷滴定終點？________________________；

②產品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的質量分數為_________________。

Answer 1

【答案】 SO2 使分解產生的氣體在B、C中被吸收充分 BD SO3 溶液變渾濁 小于 SO2 ＋ H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋ 滴加最后一滴KMnO4溶液時，溶液呈紫紅色且半分鐘不褪色 62.72%

【解析】(1)氮元素和鐵元素化合價升高，根據在氧化還原反應中化合價有升必有降，化合價降低的應該是硫，所以氣體產物中還可能有SO2；故答案為：SO2；

(2)①A中固體充分加熱較長時間后，通入氮氣目的是使分解生成的氣體在BC裝置中完全吸收；故答案為：使分解產生的氣體在B、C中被吸收充分；

②為驗證A中殘留物是否含有FeO，應該先用稀硫酸溶解，然后再用KMnO4溶液檢驗亞鐵離子，故選BD，故答案為：BD；

③裝置B中BaC12溶液的作用是為了檢驗分解產物中是否有SO3氣體生成，若含有該氣體，會生成硫酸鋇白色沉淀，觀察到的觀象為溶液變渾濁，故答案為：SO3；溶液變渾濁；

④若A中分解產物有N2，固體殘留物只有Fe2O3，Fe2O3的物質的量為bmol，C中沉淀物質的量為amol，根據化合價升降必相等，硫降低的化合價(2a)等于鐵升高的化合價(2b)和氮升高的化合價之和，則b小于a，故答案為：小于；

⑤C中有白色沉淀生成，是因為SO2被雙氧水氧化成SO42-，SO42-再與Ba2+結合成沉淀BaSO4，則C中發生的反應為SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H，故答案為：SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+；

(3)①取所配溶液25.00ml于錐形瓶中，加稀H2SO4酸化，用0.1000molL-1 KMnO4溶液滴定至終點，滴加最后一滴KMnO4溶液時，溶液呈微紅色且半分鐘不褪色，故答案為：滴加最后一滴KMnO4溶液時，溶液呈微紅色且半分鐘不褪色；

② MnO4- + 5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

1 5

0.01600L×0.1000molL-1n

n=0.008mol，100ml溶液中含亞鐵離子物質的量=0.008mol×=0.032mol，產品中(NH4)2Fe(SO4)26H2O的質量分數=×100%=62.72%，故答案為：62.72%。