Question

13．硫酸锰铵[（NH₄）₂SO₄•MnSO₄•nH₂O]是浅粉色晶体，易溶于水，在农业上用作微量元素肥料．实验室由MnO₂制备硫酸锰铵的实验步骤如下：
①在烧杯中加入20.0ml，1mol•L^-1硫酸并加入a g草酸微热，再慢慢分次加入a g MnO₂，盖上表面皿，使其充分反应．
②煮沸溶液并趁热过滤．
③往热滤液中加入b g硫酸铵，待硫酸铵全部溶解后，在冰水浴中冷却，30分钟后过滤，并用少量乙醇溶液洗涤两次，用滤纸吸干或放在表面皿上干燥．
④称得产品质量为 c g．
根据以上信息，回答下列问题：
（1）配制100mL 1mol•L^-1硫酸溶液时，需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外，还需要100 mL容量瓶、胶头滴管．
（2）MnO₂与草酸的硫酸溶液反应的化学方程式为MnO₂+H₂C₂O₄+H₂SO₄=MnSO₄+2CO₂↑+2H₂O．
（3）用乙醇洗涤的目的是减少产品损失，同时便于干燥．
（4）为确定其化学式，现对产品在氮气中进行热重分析，已知在371℃下结晶水会全部失去．其TG曲线如图所示．（TG=$\frac{固体样品的剩余质量}{固体样品的起始质量}$×100%）则（NH₄）₂SO₄•MnSO₄•nH₂O中的n=7（填数字，取整数）．

Answer 1

分析 ①在烧杯中加入20.0ml，1mol•L^-1硫酸并加入a g草酸微热，再慢慢分次加入a g MnO₂，盖上表面皿，使其充分反应．
②煮沸溶液并趁热过滤．
③往热滤液中加入b g硫酸铵，待硫酸铵全部溶解后，在冰水浴中冷却，30分钟后过滤，并用少量乙醇溶液洗涤两次，用滤纸吸干或放在表面皿上干燥．
④称得产品质量为 c g．
（1）根据配制溶液的基本操作可知，配制100mL 1mol•L^-1硫酸溶液时，需要的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管；
（2）MnO₂被草酸的硫酸溶液还原为锰离子，根据电子得失守恒和元素守恒书写反应的化学方程式；
（3）乙醇易挥发，且硫酸锰铵在乙醇中的溶解度小；
（4）根据$\frac{M[（N{H}_{4}）_{2}S{O}_{4}•MnS{O}_{4}]}{M[（N{H}_{4}）_{2}S{O}_{4}•MnS{O}_{4}•n{H}_{2}O]}$×100%=1-30.8%可计算n的值；

解答 解：（1）根据配制溶液的基本操作可知，配制100mL 1mol•L^-1硫酸溶液时，需要的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管，
故答案为：100 mL容量瓶、胶头滴管；
（2）MnO₂被草酸的硫酸溶液还原为锰离子，根据电子得失守恒和元素守恒可知反应的化学方程式为MnO₂+H₂C₂O₄+H₂SO₄=MnSO₄+2CO₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+H₂C₂O₄+H₂SO₄=MnSO₄+2CO₂↑+2H₂O；
（3）乙醇易挥发，且硫酸锰铵在乙醇中的溶解度小，所以用乙醇洗涤的目的是减少产品损失，同时便于干燥，
故答案为：减少产品损失，同时便于干燥；
（4）根据$\frac{M[（N{H}_{4}）_{2}S{O}_{4}•MnS{O}_{4}]}{M[（N{H}_{4}）_{2}S{O}_{4}•MnS{O}_{4}•n{H}_{2}O]}$×100%=1-30.8%可得$\frac{283}{283+18x}$×100%=1-30.8%，所以n=7，
故答案为：7．

点评 本题考查了硫酸锰铵晶体的制取，涉及的知识点比较多，可以根据所学知识，合理分析得出正确结论，题目难度中等．