Question

13．硫酸亞鐵銨俗名摩爾鹽．化學(xué)式為x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•zH₂O，可用來凈水或治療缺鐵性貧血等．某實(shí)驗(yàn)小組利用下面的方法來測定其組成．
①NH₄⁺含量測定：稱取9.8g硫酸亞鐵銨晶體，加適量水溶解，注人如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加人足量lO%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用lOOmL 1.0mol•L^-1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收．
蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用1.0mol•L^-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的HCl，到終點(diǎn)時(shí)消耗50mlNaOH溶液．
②Fe²⁺含量測定：向上述實(shí)驗(yàn)后的三頸瓶中加入過量的3%的雙氧水，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、灼燒得到2.0 g固體．
③結(jié)晶水含量測定：稱取9.8g硫酸亞鐵銨晶體，在質(zhì)量為15g的坩堝中加熱至200℃，恒溫一段時(shí)間，置于空氣中冷卻，稱量質(zhì)量為22.3g；重復(fù)上述加熱、冷卻、稱量過程，發(fā)現(xiàn)兩次稱量結(jié)果相同．回答下列問題：
（1）裝置中安全管的作用原理是當(dāng)三頸燒瓶中壓力過大時(shí)，安全管中液面上升，使三頸燒瓶瓶中壓力穩(wěn)定．
（2）冰鹽水的作用是防止鹽酸揮發(fā)．
（3）用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的HCl時(shí)，可使用的指示劑是甲基橙或酚酞．
（4）測定Fe²⁺時(shí)．加人雙氧水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe（OH）₂+H₂O₂=2Fe（OH）₃．
（5）如果在測定NH₄⁺含量的過程中，亞鐵元素部分被氧化，對Fe²⁺含量的測定無（填“有”或“無”）影響．
（6）根據(jù)①、②的數(shù)據(jù)，該摩爾鹽晶體中n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（SO₄^2- ）=2：1：2，z=6．
（7）根據(jù)③的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)結(jié)晶水含量測定結(jié)果偏低．從實(shí)驗(yàn)過程分析，可能原因是無水固體在空氣中冷卻時(shí)吸收了空氣中水蒸氣．

Answer 1

分析 （1）三頸燒瓶與圓底燒瓶連通，能平衡三頸燒瓶中的壓強(qiáng)；
（2）溫度低能防止鹽酸揮發(fā)；
（3）強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸可以用甲基橙或酚酞作指示劑；
（4）加雙氧水，F(xiàn)e（OH）₂被氧化為Fe（OH）₃；
（5）亞鐵離子后面也要氧化為三價(jià)鐵；
（6）根據(jù)滴定鹽酸消耗的氫氧化鈉求出與氨氣反應(yīng)的鹽酸物質(zhì)的量以及氨氣的物質(zhì)的量；根據(jù)鐵元素守恒計(jì)算亞鐵離子的物質(zhì)的量；n（SO₄^2- ）=$\frac{1}{2}$n（NH₄⁺）+n（Fe²⁺）；由題給數(shù)據(jù)可知根據(jù)物質(zhì)的量之比求算z．
（7）由③中數(shù)據(jù)可知m（H₂O）=9.8g+15g-22.3g=2.5g，結(jié)晶水含量測定結(jié)果偏低，在空氣中冷卻時(shí)固體會吸水．

解答 解：（1）三頸燒瓶與圓底燒瓶連通，當(dāng)三頸燒瓶中壓力過大時(shí)，安全管中液面上升，使三頸燒瓶瓶中壓力穩(wěn)定；
故答案為：當(dāng)三頸燒瓶中壓力過大時(shí)，安全管中液面上升，使三頸燒瓶瓶中壓力穩(wěn)定；
（2）冰鹽水溫度較低，用于冷卻錐形瓶中的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，防止鹽酸揮發(fā)，故答案為：防止鹽酸揮發(fā)；
（3）強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸可以用甲基橙或酚酞作指示劑，所以用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的HCl時(shí)，可以使用甲基橙或酚酞作指示劑，故答案為：甲基橙或酚酞；
（4）加雙氧水，F(xiàn)e（OH）₂被氧化為Fe（OH）₃，其反應(yīng)的方程式為：2Fe（OH）₂+H₂O₂=2Fe（OH）₃，故答案為：2Fe（OH）₂+H₂O₂=2Fe（OH）₃；
（5）測定Fe²⁺的含量，是把Fe²⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵，再灼燒得到氧化鐵，根據(jù)鐵元素守恒計(jì)算，所以在測定NH₄⁺含量的過程中，亞鐵元素部分被氧化，對Fe²⁺含量的測定無影響，故答案為：無；
（6）用1.0mol•L^-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的HCl，到終點(diǎn)時(shí)消耗50mlNaOH溶液，則鹽酸的物質(zhì)的量n（HCl）=n（NaOH）=1.0mol•L^-1×0.05L=0.05mol，
與氨氣反應(yīng)的鹽酸為1.0mol•L^-1×0.1L-0.05mol=0.05mol，所以氨氣的物質(zhì)的量為0.05mol，則n（NH₄⁺）=0.05mol；
n（Fe²⁺）=2n（Fe₂O₃）=2×$\frac{2g}{160g/mol}$=0.025mol，n（SO₄^2- ）=$\frac{1}{2}$n（NH₄⁺）+n（Fe²⁺）=$\frac{1}{2}$×0.05mol+0.025mol=0.05mol，
所以n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（SO₄^2- ）=0.05mol：0.025mol：0.05mol=2：1：2；
由題給數(shù)據(jù)可知9.8g摩爾鹽中m（H₂O）=9.8g-m（NH₄⁺）-m（Fe²⁺）-m（SO₄^2-）=9.8g-18×0.05g-56×0.025g-96×0.05g=2.7g，
則n（H₂O）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol，所以$\frac{z}{2}$=$\frac{0.15}{0.05}$，解得z=6；
故答案為：2：1：2；6；
（7）由③中數(shù)據(jù)可知m（H₂O）=9.8g+15g-22.3g=2.5g，由①②計(jì)算得到的水的質(zhì)量為2.7g，結(jié)晶水含量測定結(jié)果偏低，因?yàn)楣腆w在坩堝中加熱后，在空氣中冷卻時(shí)固體會吸水，導(dǎo)致剩余固體的質(zhì)量偏大，則求出的水的質(zhì)量偏�。�
故答案為：無水固體在空氣中冷卻時(shí)吸收了空氣中水蒸氣．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的含量測定、中和滴定實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用、鐵的化合物的性質(zhì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等，注意把握相關(guān)實(shí)驗(yàn)基本方法和注意事項(xiàng)．