Question

硫酸亚铁铵的化学式为（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O，商品名为莫尔盐．可由硫酸亚铁与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵，一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化，而形成莫尔盐后就比较稳定了．三种盐的溶解度（单位为g/100g水）如表：

温度/℃	10	20	30	40	50	70
（NH4）2SO4	73.0	75.4	78.0	81.0	84.5	91.9
FeSO4?7H2O	40.0	48.0	60.0	73.3	-	-
（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O	17.2	26.4	33.0	46.0	-	-

（一）实验室制取少量莫尔盐的流程如下：

试回答下列问题：
（1）步骤1中加入10Na₂CO₃溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污，简述其除去油污的原理

 

．
（2）将（NH₄）₂SO₄与FeSO₄混合后加热、浓缩，停止加热的时机

 

．
（3）步骤4中析出的晶体不含（NH₄）₂SO₄和FeSO₄的原因是

 

，理论上制得的莫尔盐的质量为

 

．
（二）称取两份质量均为1.96g的该硫酸亚铁铵，制成溶液．用未知浓度的KMnO₄酸性溶液进行滴定．
（1）滴定时，将KMnO₄酸性溶液装在

 

（填“酸式”或“碱式”）滴定管．试写出该滴定过程中的离子方程式：

 

；
（2）判断该反应到达滴定终点的现象为

 

，
（3）假设到达滴定终点时，用去VmL KMnO₄酸性溶液，则该KMnO₄酸性溶液的浓度为

 

mol/L．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验设计题

分析：（一）（1）碳酸钠水解显碱性，油脂在碱性溶液中水解；
（2）当有晶膜出现时，则停止加热，防止莫尔盐失水；
（3）相同温度下硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小；铁和硫酸反应生成亚铁离子物质的量与铁与硫酸铜反应生成的亚铁离子物质的量之和为生成硫酸亚铁铵中铁元素的物质的量守恒计算得到；
（二）（1）MnO₄^-将二价铁离子氧化为三价铁离子，被还原为Mn²⁺；
（2）高锰酸钾本身有颜色，滴定亚铁离子是不需要指示剂的；
（3）高锰酸钾溶液是强氧化剂，具有腐蚀性，能腐蚀胶管，需要盛在酸式滴定管中，根据亚铁离子和高锰酸根反应的实质，可以找到亚铁离子与高锰酸根之间的量的关系，根据原子守恒可以找到亚铁离子和酸亚铁铵之间量的关系，进而进行计算．

解答： 解：（一）（1）步骤1中加入10Na₂CO₃溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污，利用的是碳酸钠水解显碱性，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质易于洗去，
故答案为：热的Na₂CO₃会发生水解反应使溶液碱性，在碱性条件下使油脂充分水解而除去；
（2）浓缩结晶莫尔盐时要用小火加热，加热浓缩初期可轻微搅拌，但注意观察晶膜，若有晶膜出现，则停止加热，防止莫尔盐失水；更不能蒸发至干，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，晶体可能会受热分解或被氧化，
故答案为：浓缩至液体表面出现结晶薄膜；
（3）根据表中所示的在不同温度下的溶解度数据，可以看出相同温度下硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小，所以将硫酸亚铁和硫酸铵的混合溶液加热浓缩就能得到硫酸亚铁铵晶体；步骤2和步骤3是铁的质量，反应的铁的质量=（m₁-m₂）g，物质的量=

(m1-m2)g

56g/mol

=

m1-m2

56

mol；反应生成亚铁离子物质的量为

m1-m2

56

mol，理论上生成亚铁离子物质的量为

m1-m2

56

mol，生成硫酸亚铁铵[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O 物质的量为

m1-m2

56

mol，质量为

m1-m2

56

mol×392g/mol=7（m₁-m₂）g；
故答案为：因为相同温度下硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小；7（m₁-m₂）g；
（二）（1）高锰酸钾溶液是强氧化剂，具有腐蚀性，能腐蚀胶管，需要盛在酸式滴定管中，反应的离子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案为：酸式；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（2）高锰酸钾本身有颜色，滴定亚铁离子不需要指示剂，当滴加最后一滴溶液后，溶液变成紫红色，30S内不褪色，说明达到滴定终点，
故答案为：加入最后一滴KMnO₄溶液紫红色不褪，且半分钟内不褪色；
（3）1.96g硫酸亚铁铵晶体的物质的量n=

m

M

=

1.96g

392g/mol

=0.005mol，根据原子守恒则亚铁离子的物质的量为0.005mol，反应5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，则5Fe²⁺～MnO₄^-，所以高锰酸钾的物质的量为0.001mol，据c=

n

V

=

0.001mol

10-3×VL

=

1

V

mol/l，故答案为：

1

V

．

点评：本题考查制备实验方案的设计，综合性较强，注意元素守恒的计算应用，难度较大．