Question

【题目】硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，是分析化学中重要的试剂，常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在 500 ℃时隔绝空气加热完全分解，发生了氧化还原反应，固体产物可能有FeO和Fe2O3，气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和SO2。

（1）为检验分解产物的成分，设计如下实验装置进行实验，加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。

①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是__________________________。

②为验证A中残留物是否含有FeO，需要选用的试剂有____________（填字母）。

A．KSCN溶液 B．稀硫酸 C．浓盐酸 D．KMnO4溶液

③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有________气体生成，若含有该气体，观察到的现象为_______________________________________。

④若A中分解产物有N2，固体残留物只有Fe2O3，Fe2O3的物质的量为b mol，C中沉淀物质的量为a mol，则b________________a（填“大于”“小于”或“等于”）。

⑤实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生的反应的离子方程式为______________________

（2）为测定某固体样品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的含量，某实验小组做了如下实验：

步骤一：准确称量20.00 g硫酸亚铁铵晶体，配制成100 mL溶液。

步骤二：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，实验测定其与16.00mL 0.1000 mol/L KMnO4溶液恰好完全反应。已知(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的摩尔质量是392g/mol，则产品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数为_______________。

Answer 1

【答案】 使分解产生的气体在B、C中被吸收充分 BD SO3 溶液变浑浊 小于 SO2 ＋ H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋ 62.72%

【解析】（1）①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气目的是把反应产生的气体全部在B、C装置中完全吸收；答案为：使分解产生的气体在B、C中被吸收充分；

②为验证A中残留物是否含有FeO，应该先用稀硫酸溶解，然后再用KMnO4溶液检验亚铁离子，答案选BD；

③SO3气体与水反应生成硫酸，硫酸与BaC12溶液的作用产生白色硫酸钡沉淀；答案为： SO3 ； 溶液变浑浊 ；

④A中分解产物有N2，固体残留物只有Fe2O3，Fe2O3的物质的量为bmol，C中沉淀物质的量为amol，根据化合价升降必相等，硫降低的化合价（2a）等于铁升高的化合价（2b）和氮升高的化合价之和，则b小于a；答案选小于；

⑤C中有白色沉淀生成，是因为SO2被双氧水氧化成SO42-，SO42-再与Ba2+结合成沉淀BaSO4，则C中发生的反应为SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+；答案为：SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+；

（2）根据反应5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O规律：设消耗(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 为xmol；

5Fe2+ ---------MnO4-

x 16.00 0.1000×10-3 解得x=0.008mol；

20.00 g硫酸亚铁铵晶体含有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量0.008×100/25×392=12.544g

产品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数为=12.544/20=62.72%； 答案为62.72%；