Question

2．氨水、胆矾都是中学实验室中常见的化学试剂，它们在工农业生产上也都有广泛应用．
某研究性学习小组为测定氨水的浓度，并用氨水作提纯胆矾时的试剂，根据所查阅资料设计实验如下：
查阅资料：
①甲基橙的变色范围：pH＜3.1红色，pH=3.1～4.4橙色，pH＞4.4黄色
②酚酞的变色范围：pH＜8.2无色，pH=8.2～10.0粉红色，pH＞10.0红色
③已知：Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺转化为氢氧化物时相应的pH如下表1：

	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2
开始沉淀时的pH	2.7	7.6	5.2
完全沉淀时的pH	3.7	9.6	6.4
表1

编号	1	2	3	4
盐酸体积/mL	25.05	25.00	26.80	24.95

表2 
实验一　标定氨水的浓度
取25.00mL约为0.10mol•L^-1氨水于锥形瓶中，用0.1000mol•L^-1盐酸进行滴定，实验所得数据如上表2所示：
（1）滴定产物水解的离子方程式为NH₄Cl+H₂O?NH₃．H₂O+HCl，由此可推知选择的滴定指示剂应为甲基橙．（填“甲基橙”或“酚酞”）
（2）该氨水的准确浓度为0.1000mol•L^-1．（精确到小数点后四位）
（3）编号3中溶液的离子浓度由大到小的顺序为c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
实验二 提纯胆矾晶体
某学习小组同学拟从含FeSO₄、Fe₂（SO₄）₃杂质的CuSO₄溶液中提纯胆矾，其主要实验步骤如下：
第一步 往混合液中加入3% H₂O₂溶液充分反应后，再加入稀氨水调节溶液pH，过滤．
第二步 往滤液中加入稀硫酸调节溶液pH 至1～2，提纯胆矾．
（4）加入3% H₂O₂溶液的作用是将Fe ²⁺氧化为Fe ³⁺．
（5）加稀氨水调节pH应调至范围3.7-5.2之间．
（6）下列物质可用来替代稀氨水的是BC．（填字母）
A．NaOH  B．Cu（OH）₂ C．CuO   D．NaHCO₃．

Answer 1

分析 实验一　标定氨水的浓度
（1）氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解生成一水合氨和HCl；氯化铵溶液呈酸性，应该选取甲基橙作指示剂；
（2）该滴定实验中，编号3使用盐酸体积与其它编号相差较大，应该舍去，使用盐酸平均体积=$\frac{25.05+25.00+24.95}{3}$=25.00mL，氨水的物质的量浓度=$\frac{V（HCl）．c（HCl）}{V（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}$；
（3）编号3溶液中溶质为NH₄Cl和HCl，但溶液中c（NH₄Cl）＞c（HCl），溶液呈酸性，结合电荷守恒判断离子浓度大小；
实验二 提纯胆矾晶体
第一步 往混合液中加入3% H₂O₂溶液充分反应后，双氧水具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，然后再加入稀氨水调节溶液pH，根据沉淀与pH的关系知，将铁离子转化为沉淀、而铜离子不沉淀，则调节溶液的pH至3.7-5.2之间；
第二步 往滤液中加入稀硫酸调节溶液pH 至1～2，提纯胆矾．
（4）双氧水具有氧化性，能氧化还原性离子；
（5）加稀氨水调节pH应调至范围3.7-5.2之间；
（6）加入的物质能和铁离子反应且不能引进杂质．

解答 解：实验一　标定氨水的浓度
（1）氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解生成一水合氨和HCl，水解方程式为NH₄Cl+H₂O?NH₃．H₂O+HCl；氯化铵溶液呈酸性，应该选取甲基橙作指示剂，
故答案为：NH₄Cl+H₂O?NH₃．H₂O+HCl；甲基橙；
（2）该滴定实验中，编号3使用盐酸体积与其它编号相差较大，应该舍去，使用盐酸平均体积=$\frac{25.05+25.00+24.95}{3}$=25.00mL，氨水的物质的量浓度=$\frac{V（HCl）．c（HCl）}{V（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}$=$\frac{0.1000mol/L×0.025L}{0.025L}$=0.1000mol•L^-1，
故答案为：0.1000mol•L^-1；
（3）编号3溶液中溶质为NH₄Cl和HCl，但溶液中c（NH₄Cl）＞c（HCl），溶液呈酸性，所以c（H⁺）＞c（OH^-），根据电荷守恒得c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），因为c（NH₄Cl）＞c（HCl），所以c（NH₄⁺）＞c（H⁺），则溶液中离子浓度大小顺序是c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案为：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
实验二 提纯胆矾晶体
第一步 往混合液中加入3% H₂O₂溶液充分反应后，双氧水具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，然后再加入稀氨水调节溶液pH，根据沉淀与pH的关系知，将铁离子转化为沉淀、而铜离子不沉淀，则调节溶液的pH至3.7-5.2之间；
第二步 往滤液中加入稀硫酸调节溶液pH 至1～2，提纯胆矾．
（4）双氧水具有氧化性，能氧化还原性Fe ²⁺生成Fe ³⁺，再调节溶液的pH而除去Fe ³⁺，
故答案为：将Fe ²⁺氧化为Fe ³⁺；
（5）根据沉淀与pH的关系知，将铁离子转化为沉淀、而铜离子不沉淀，则调节溶液的pH至3.7-5.2之间，
故答案为：3.7-5.2之间；
（6）加入的物质能和铁离子反应且不能引进杂质，Cu（OH）₂ 、CuO能和酸反应而提高溶液pH而不产生新的杂质，故选BC．

点评 本题考查物质分离和提纯、中和滴定等知识点，为高频考点，明确实验原理是解本题关键，侧重考查学生分析判断及知识运用能力，易错点是指示剂选取、离子浓度大小比较，题目难度中等．