Question

【题目】硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂。隔绝空气加热至500℃时硫酸亚铁铵能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。

[实验探究]某化学小组选用如图所示部分装置迸行实验(夹持装备略)

实验I验证分解产物中含有氨气和水蒸气，并探究残留固体成分。

（1）所选用装置的正确连接顺序为___(填装置的字母序号)。

（2）A中固体完全分解后变为红棕色粉末，设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4：___。

实验Ⅱ探究分解产物中的硫氧化物，连接装置AEFB进行实验。

（3）实验过程中观察到：E中没有明显现象，F中溶液褪色，据此得出的结论是___。

（4）实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除生成上述产物外，还有N2产生，写出A中反应的化学方程式___。

Ⅲ、为测定硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)26H2O晶体纯度，某学生取mg硫酸亚铁铵样品配成500mL溶液，根据物质组成，设计了如下三个实验方案，请回答：

方案一：取20.00mL硫酸亚铁铵溶液于锥形瓶，用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4溶液进行滴定。

方案二：取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。

方案三：（通过NH4+测定）实验设计如图所示。取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行该实验。

（5）若实验操作都正确，但方案一的测定结果总是小于方案二，其可能原因是___。

（6）方案三选择装置___(填图一或图二)较为合理，判断理由是___。若测得NH3的体积为VL（已折算为标准状况下），则该硫酸亚铁铵晶体的纯度为___（列出计算式即可，不用简化）。

Answer 1

【答案】ACBD 残留固体仅为Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4 分解产物中有SO2，没有SO3 2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O Fe2+已被空气中的O2部分氧化 图二 图一，导管插入液面下，会产生倒吸，且用洗气法不能收集气体；图二，导管口位于液面上，符合排液集气的要求

【解析】

（1）由装置图可知，要检验NH3，需使用溶有酚酞的水，即D装置；要检验水蒸气，需使用无水硫酸铜，即C装置；且应先检验水蒸气，后检验NH3；在检验NH3前，还需把硫的氧化物处理掉，否则会干扰NH3的检验。

（2）要检验A中不含FeO或Fe3O4，实质上是检验Fe2+不存在，所以使用检验Fe2+的试剂进行检验，而不是检验Fe3+。

（3）实验过程中观察到：E中没有明显现象，即不含SO3；F中溶液褪色，即含有SO2。

（4）(NH4)2Fe(SO4)2受热分解产物为氧化铁、二氧化硫、氨气、水蒸气、N2，由此写出并配平A中反应的化学方程式。

（5）方案一是用酸性KMnO4溶液测定Fe2+的量，由此求出硫酸亚铁铵的含量；方案二是利用氯化钡测定溶液中SO42-的量，由此求出硫酸亚铁铵的含量，因为SO42-不会变质，而Fe2+易被空气中的O2氧化，会导致所用KMnO4溶液的体积减小，从而使测定结果偏小。

（6）方案三中，图一使用洗气法收集氨气，图二使用量气管量取气体体积，前一方法无法测定气体体积，后一方法只要注意尽可能不让氨气溶解于量气管内的液体，就可减少误差。利用NH3的体积及硫酸亚铁铵的化学式，求出硫酸亚铁铵晶体的质量，再除以样品的质量，即可求出样品的纯度。

（1）由前面分析知，要检验NH3，首先用A装置让硫酸亚铁铵分解，然后利用C装置检验水蒸气，再利用B装置除去硫的氧化物，最后用D装置检验NH3，从而得出装置的连接顺序为ACBD；答案为：ACBD；

（2）要检验A中不含FeO或Fe3O4，实质上是检验Fe2+不存在。检验方法为：取少量A中残留固体，加入适量的稀硫酸让其完全溶解，向溶液中滴加少量的KMnO4酸性溶液，若溶液不褪色，则表明残留固体仅为Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4；答案为：残留固体仅为Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4；

（3）实验过程中观察到：E中没有明显现象，即不含SO3；F中溶液褪色，即含有SO2。由此得出的结论为：分解产物中有SO2，没有SO3；答案为：分解产物中有SO2，没有SO3；

（4）(NH4)2Fe(SO4)2受热分解产物为氧化铁、二氧化硫、氨气、水蒸气、N2，A中反应的化学方程式为2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O；答案为：2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O；

（5）方案一是用酸性KMnO4溶液测定Fe2+的量，由此求出硫酸亚铁铵的含量；方案二是利用氯化钡测定溶液中SO42-的量，由此求出硫酸亚铁铵的含量，因为SO42-不会变质，而Fe2+易被空气中的O2氧化，会导致所用KMnO4溶液的体积减小，从而使测定结果偏小；答案为：Fe2+已被空气中的O2部分氧化；

（6）方案三中，图一使用洗气法收集氨气，图二使用量气管量取气体体积，前一方法无法测定气体体积，后一方法只要注意尽可能不让氨气溶解于量气管内的液体，就可减少误差；

答案为：图二；图一，导管插入液面下，会产生倒吸，且用洗气法不能收集气体；图二，导管口位于液面上，符合排液集气的要求；

标况下VLNH3的物质的量为L/mol，mg硫酸亚铁铵的物质的量为，硫酸亚铁铵纯度：；答案为：。