Question

【題目】硫酸亞鐵可與等物質(zhì)的量的硫酸銨生成硫酸亞鐵銨，析出晶體的化學(xué)式為( NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。該物質(zhì)可以溶于水而不溶于乙醇，是一種復(fù)鹽，在空氣中比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，常被用作氧化還原滴定的基準(zhǔn)物。下面是某實(shí)驗(yàn)小組制取硫酸亞鐵銨的部分裝置與實(shí)驗(yàn)步驟：

①稱取約5 g鐵屑放入錐形瓶中，加入15 mL 10% Na2CO3溶液，小火加熱10分鐘，倒掉剩余的堿液后，用蒸餾水洗凈鐵屑，干燥。

②稱取2.24 g 鐵屑放入錐形瓶中，由分液漏斗滴加20 mL 3 mol/L硫酸溶液。

③待反應(yīng)結(jié)束后，由分液漏斗加入適量的(NH4)2SO4溶液，并將上述混合溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，緩慢加熱，濃縮至表面出現(xiàn)晶膜為止。

④放置冷卻，析出晶體，過(guò)濾、用無(wú)水乙醇洗滌、干燥。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）儀器A的名稱是___________。

（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，檢查反應(yīng)裝置氣密性的方法為_______________________________。

（3）步驟①中小火加熱的作用是________________________。

（4）步驟②中滴加硫酸溶液時(shí)留取少許溶液于分液漏斗中的原因是___________________。

（5）步驟③中理論上需加入2 mol/L (NH4)2SO4溶液______________mL。

（6）無(wú)水乙醇洗滌晶體的作用是_______________________________。

（7）取1.00 g高錳酸鉀樣品，再加入硫酸酸化，并配成250 mL溶液。取出25.00 mL，用濃度為0.1000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)用去標(biāo)準(zhǔn)液20.00 mL。則滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____，該樣品中高錳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 關(guān)閉分液漏斗活塞，打開(kāi)止水夾，將導(dǎo)管口置于水槽中液面以下，微熱錐形瓶，若導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱一段時(shí)間后，導(dǎo)管內(nèi)倒吸形成一段水柱，則反應(yīng)裝置氣密性良好 促進(jìn)Na2CO3水解，增強(qiáng)去油污能力 起液封作用（防止Fe2+被氧化） 20 除去晶體表面的水分 MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O 63.2%

【解析】

(1)根據(jù)裝置圖，結(jié)合常見(jiàn)儀器的結(jié)構(gòu)分析解答；

(2)檢查反應(yīng)裝置的氣密性，需要形成一個(gè)相對(duì)密封的空間，利用氣體的熱脹冷縮，觀察現(xiàn)象判斷，據(jù)此分析解答；

(3)碳酸鈉能夠水解，升高溫度，水解程度增大，去污能力增強(qiáng)，據(jù)此解答；

(4)少許溶液于分液漏斗，可以防止空氣進(jìn)入裝置，將Fe2+氧化；

(5)根據(jù)硫酸亞鐵可與等物質(zhì)的量的硫酸銨生成硫酸亞鐵銨，結(jié)合題中數(shù)據(jù)計(jì)算；

(6)無(wú)水乙醇易溶于水，且乙醇容易揮發(fā)；

(7)高錳酸鉀能夠氧化亞鐵離子生成Fe3+，本身被還原為Mn2+，根據(jù)消耗的標(biāo)準(zhǔn)液中亞鐵離子的物質(zhì)的量計(jì)算樣品中高錳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1)根據(jù)裝置圖，儀器A為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；

(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，需要檢查該反應(yīng)裝置氣密性，具體操作為：關(guān)閉分液漏斗活塞，打開(kāi)止水夾，將導(dǎo)管口置于水槽中液面以下，微熱錐形瓶，若導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱一段時(shí)間后，導(dǎo)管內(nèi)倒吸形成一段水柱，則反應(yīng)裝置氣密性良好，故答案為：關(guān)閉分液漏斗活塞，打開(kāi)止水夾，將導(dǎo)管口置于水槽中液面以下，微熱錐形瓶，若導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱一段時(shí)間后，導(dǎo)管內(nèi)倒吸形成一段水柱，則反應(yīng)裝置氣密性良好；

(3)步驟①中稱取約5 g鐵屑放入錐形瓶中，加入15 mL 10% Na2CO3溶液，小火加熱10分鐘，小火加熱促進(jìn)碳酸鈉水解，溶液的堿性增強(qiáng)，去污能力增強(qiáng)，故答案為：促進(jìn)Na2CO3水解，增強(qiáng)去油污能力；

(4)步驟②中滴加硫酸溶液時(shí)留取少許溶液于分液漏斗，可以起到液封作用，防止空氣進(jìn)入裝置，將Fe2+氧化，故答案為：起液封作用(防止Fe2+被氧化)；

(5)2.24 g 鐵的物質(zhì)的量==0.04mol，與硫酸反應(yīng)可以得到0.04mol FeSO4，硫酸亞鐵可與等物質(zhì)的量的硫酸銨生成硫酸亞鐵銨，因此需要硫酸銨0.04mol，需加入2 mol/L (NH4)2SO4溶液的體積為=0.02L=20mL，故答案為：20；

(6)無(wú)水乙醇能夠與水任意比例互溶，且乙醇容易揮發(fā)，用無(wú)水乙醇洗滌晶體，可以除去晶體表面的水分，故答案為：除去晶體表面的水分；

(7)高錳酸鉀能夠氧化亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為MnO4- +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，消耗的標(biāo)準(zhǔn)液中亞鐵離子的物質(zhì)的量=0.1000 mol/L×0.0200L=0.002mol，根據(jù)方程式，高錳酸鉀的物質(zhì)的量=×0.002mol=0.0004mol，則樣品中高錳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=63.2%，故答案為：MnO4- +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；63.2%。