Question

【題目】硫酸亞鐵銨[（NH4）2Fe（SO4）2]是分析化學中的重要試劑，在不同溫度下加熱分解產物不同。設計如圖實驗裝置（夾持裝置略去），在500℃時隔絕空氣加熱A中的硫酸亞鐵銨至分解完全，確定分解產物的成分。

（1）B裝置的作用是___________________。

（2）實驗中，觀察到C中無明顯現象，D中有白色沉淀生成，可確定產物中一定有_______氣體產生，寫出D中發生反應的離子方程式_______。若去掉C，是否能得出同樣結論并解釋其原因______________。

（3）A中固體完全分解后變為紅棕色粉末，某同學設計實驗驗證固體殘留物僅為Fe2O3，而不含FeO，請完成表中內容。（試劑，儀器和用品自選）

實驗步驟	預期現象	結論
取少量A中殘留物于試管中，加入適量稀硫酸，充分振蕩使其完全溶解；___________	____________________	固體殘留物僅為Fe2O3

（4）若E中收集到的氣體只有N2，其物質的量為x mol，固體殘留物Fe2O3，的物質的量為y mol，D中沉淀物質的量為z mol，根據氧化還原反應的基本規律，x、y和z應滿足的關系為______________。

（5）結合上述實驗現象和相關數據的分析，完成硫酸亞鐵銨[（NH4）2Fe（SO4）2]在500℃時隔絕空氣加熱完全分解的化學方程式__________________。

（6）用氧化還原滴定法測定制備得到的TiO2試樣中的TiO2的質量分數：在一定條件下，將TiO2溶解并還原為Ti3＋，再以KSCN溶液作為指示劑，用硫酸鐵銨[NH4Fe（SO4）2]標準溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋。

①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化學方程式為_______________。

②滴定終點的現象是_______________。

③滴定分析時，稱取TiO2試樣0.2 g，消耗0.1 mol·L－1NH4Fe（SO4）2標準溶液20mL，則TiO2的質量分數為_______________。

④若在滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視標準溶液的液面，使其測定結果_______（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】 檢驗產物中是否有水生成 SO2 SO2＋H2O2＋Ba2＋＝BaSO4↓＋2H＋ 否，若有SO3也有白色沉淀生成 將溶液分成兩份，分別滴加高錳酸鉀溶液、KSCN溶液（或：依次滴加K3Fe（CN）6溶液、KSCN溶液或其他合理答案） 若高錳酸鉀溶液不褪色，加KSCN溶液后變紅（或：加K3Fe（CN）6溶液無現象，加KSCN溶液后變紅，或其他合理答案）3x+y=z 2（NH4）2Fe（SO4）2Fe2O3＋2 NH3↑＋N2↑＋4SO2↑＋5H2O TiCl4＋（x＋2）H2OTiO2·xH2O↓＋4HCl 滴入最后滴標準溶液時, 錐形瓶內溶液變成紅色, 且半分鐘不褪色 80% 【答題空10】偏小

【解析】(1)B裝置中無水硫酸銅遇到水變藍色，裝置B的作用是檢驗產物中是否有水生成，故答案為：檢驗產物中是否有水生成；

(2)實驗中，觀察到C中鹽酸酸化的氯化鋇溶液中無明顯現象，證明無三氧化硫生成，D中過氧化氫具有氧化性，能氧化二氧化硫生成硫酸，結合鋇離子生成硫酸鋇白色沉淀，有白色沉淀生成，可確定產物中一定有二氧化硫，若去掉C，生成SO3也有白色沉淀生成，不能否得出同樣結論，故答案為：SO2； SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+；否； 若有SO3也有白色沉淀生成；

(3)A中固體完全分解后變為紅棕色粉末，某同學設計實驗驗證固體殘留物僅為Fe2O3，而不含FeO，實驗步驟：取少量A中殘留物于試管中，加入適量稀硫酸，充分振蕩使其完全溶解；將溶液分成兩份，分別滴加高錳酸鉀溶液、KSCN溶液，反應現象：若高錳酸鉀溶液不褪色，證明無氧化亞鐵生成，加入KSCN溶液后變紅，說明生成氧化鐵，故答案為：將溶液分成兩份，分別滴加高錳酸鉀溶液、KSCN溶液，若高錳酸鉀溶液不褪色，加入KSCN溶液后變紅；

(4)若產物中有氮氣生成，則失電子的元素是Fe、N，得到電子的元素為S，若E中收集到的氣體只有N2，其物質的量為xmol，失電子6xmol，固體殘留物Fe2O3的物質的量為ymol，亞鐵離子被氧化失電子物質的量2ymol，D中沉淀物質的量為zmol，即生成二氧化硫物質的量為zmol，得到電子為2Zmol，電子守恒得到：6x+2y=2z，則x、y和z應滿足的關系為3x+y=z，故答案為：3x+y=z；

(5)結合上述實驗現象，完成硫酸亞鐵銨在500℃時隔絕空氣加熱完全分解的化學方程式2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2 NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O，故答案為：2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2 NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O；

(6)①TiCl4發生水解，其化學反應方程式為TiCl4＋(2＋x)H2O＝TiO2·xH2O↓＋4HCl；②TiO2中Ti的化合價由＋4價→＋3價，化合價降低，把Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe3＋與KSCN溶液，溶液變紅，即滴定到終點的現象是：滴最后滴標準溶液時, 錐形瓶內溶液變成紅, 且半分鐘不褪色 ；③依據得失電子數目守恒，有：n(Fe2＋)×1＝n(TiO2)×1，即n(TiO2)＝n(Fe2＋)＝20×10－3×0.1mol＝2×10－3mol，其質量分數為2×10－3×80/0.2×100%＝80%；④滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視標準溶液的液面，標準溶液的體積偏小，因此所測結果偏小，故答案為：TiCl4＋(x＋2)H2O=TiO2·xH2O↓＋4HCl；滴入最后滴標準溶液時, 錐形瓶內溶液變成紅色, 且半分鐘不褪色；80%；偏小。