Question

5．硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]（俗稱莫爾鹽），較綠礬穩(wěn)定，在氧化還原滴定分析中常用來配制Fe²⁺的標(biāo)準(zhǔn)溶液．
（1）制備莫爾鹽的流程如圖：

①用熱的Na₂CO₃溶液清洗廢鐵屑的目的是除去廢鐵屑表面的油污．
②其中最后一步用少量無水乙醇洗滌晶體目的是洗去晶體表面雜質(zhì)，減少晶體損失．
（2）現(xiàn)取0.4gCu₂S和CuS的混合物在酸性溶液中用40mL0.150mol•L^-1KMnO₄溶液處理，發(fā)生反應(yīng)如下：8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺═10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O，6MnO₄^-+5CuS+28H⁺═5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O，
反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO₂，剩余的KMnO₄用0.2mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液來滴定，完全反應(yīng)消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液VmL．已知：MnO₄^-+Fe²⁺+H⁺→Mn²⁺+Fe³⁺+H₂O（未配平）
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后一滴溶液時(shí)紅色褪去，半分鐘內(nèi)不變紅．
②若V=35，試計(jì)算混合物中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%（寫出計(jì)算過程）．

Answer 1

分析 （1）廢鐵屑用熱的Na₂CO₃溶液清洗，除去表面的油污，加入稀硫酸溶解過濾得到硫酸亞鐵溶液和硫酸銨晶體失去結(jié)晶水得到的硫酸銨溶液混合蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過濾，乙醇洗滌干燥得到摩爾鹽，
①碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解溶液顯堿性，油脂在堿溶液中水解生成溶于水的物質(zhì)；
②晶體不溶于乙醇，乙醇易揮發(fā)，洗滌表面雜質(zhì)；
（2）①剩余的KMnO₄用0.2mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液來滴定，溶液紫紅色褪去半分鐘不變說明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)；
②8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺═10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O，
6MnO₄^-+5CuS+28H⁺═5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O，
剩余的KMnO₄用0.2mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液來滴定，配平MnO₄^-+Fe²⁺+H⁺→Mn²⁺+Fe³⁺+H₂O，結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算未反應(yīng)的高錳酸鉀，得到與0.4gCu₂S和CuS的混合物反應(yīng)的高錳酸鉀，得到成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）①用熱的Na₂CO₃溶液清洗廢鐵屑的目的是：除去廢鐵屑表面的油污，
故答案為：除去廢鐵屑表面的油污；  
②其中最后一步用少量無水乙醇洗滌晶體目的是：洗去晶體表面雜質(zhì)，減少晶體損失，
故答案為：洗去晶體表面雜質(zhì)，減少晶體損失；
（2）①取0.4gCu₂S和CuS的混合物在酸性溶液中用40mL0.150mol•L^-1KMnO₄溶液處理，反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO₂，剩余的KMnO₄用0.2mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液來滴定，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏�，溶液紅色褪去半分鐘內(nèi)不變紅，說明反應(yīng)達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)，
故答案為：滴入最后一滴溶液時(shí)紅色褪去，半分鐘內(nèi)不變紅；
  ②V=35，與35mL（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反應(yīng)需要高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：
          MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
        1mol        5mol
n=0.014mol     0.035L×0.2mol•L^-1
所以高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.0014mol，
故與固體混合物反應(yīng)的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.150mol•L^-1×0.040L-0.0014mol═0.0046mol
設(shè)Cu₂S物質(zhì)的量為x，CuS物質(zhì)的量為y
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
8mol     5mol
$\frac{8x}{5}$mol   xmol
6MnO₄^-+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O
6mol     5mol
$\frac{6y}{5}$mol   ymol
160x+96y=0.40g
$\frac{8x}{5}$mol+$\frac{6y}{5}$mol=0.0046mol
解得x=0.001mol，
y=0.0025mol
則混合物中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.0025mol×96g/mol}{0.4g}$×100%=60%，
故答案為：60%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備流程分析判斷物質(zhì)性質(zhì)和試劑選擇、滴定實(shí)驗(yàn)過程和計(jì)算、沉淀生成、洗滌、檢驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)基本操作，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．