Question

废铁屑为原料生产莫尔盐的主要流程如下：
（1）“反应I”中通入N₂的作用是______．
（2）称取23.52g新制莫尔盐，溶于水配制成100mL溶液，将所得溶分成两等份．一份加入足量Ba（OH）₂溶液，并微热，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，同时生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色；用足量稀盐酸处理沉淀物，充分反应后过滤、洗涤和干燥，得白色固体13.98g．另一份用0.2000mol?L^-1 K₂Cr₂O₇酸性溶液滴定，当Cr₂O₇^2-恰好完全被还原为Cr³⁺时，消耗K₂Cr₂O₇溶液的体积为25.00mL．通过计算确定莫尔盐的化学式-
（3）若将“水洗”这一步去掉，则所得产品中SO₄^2-的质量分数会______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

解：（1）亚铁离子很易被空气氧化为三价铁离子，“反应I”中通入N₂，可以防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，同时通入时的气流会起搅拌作用，能加快反应速率，故答案为：防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，且起搅拌作用，以加快反应速率；
（2）根据题意，，
6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr²⁺+7H₂O
6 1
n（Fe²⁺） 0.2000mol?L^-1×0.025L，
所以n（Fe²⁺）=0.005 mol×6=0.03mol，
根据电荷守恒：n（NH₄⁺）+2n（Fe²⁺）=2n（SO₄^2-），n（NH₄⁺）=0.06mol，
n（H₂O）==0.18 mol，
所以n（SO₄^2-）：n（Fe²⁺）：n（NH₄⁺）：n（H₂O）=0 06 mol：0 03 mol：0 06mol：0 18 mol=2：1：2：6，
所以莫尔盐的化学式为（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?H₂O[或（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]，
故答案为：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?H₂O[或（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]；
（3）碱洗后铁屑中含有碱液，会和硫酸反应，生成的产物有水，造成溶液中硫酸根离子质量分数偏小，
故答案为：偏小．
分析：（1）氮气化学性质稳定，不会参与化学反应，可以将其中的空气排净等；
（2）根据化学方程式6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr²⁺+7H₂O和电荷守恒来计算；
（3）碱洗后铁屑中含有碱液，会和硫酸反应，生成水影响溶液质量分数；
点评：本题是一道关于物质分子式确定的计算题，考查学生的计算能力以及分析和解决问题的能力，综合性较强，难度大．