Question

（14分）某浅绿色晶体X[x(NH₄)₂SO₄·yFeSO₄·zH₂O]在分析化学上常用作还原剂。为确定其组成，某小组同学进行如下实验。

I．NH₄^＋的测定

采用蒸馏法，蒸馏装置如图所示，实验步骤如下：

①准确称取19.60 g晶体X，加水溶解，注入圆底烧瓶中；

②准确量取50.00 mL l.0100 molH₂SO₄溶液于锥形瓶中；

③向圆底烧瓶中加入足量NaOH溶液，加热蒸馏；

④用0.0400 mol NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过剩的酸，到终点时消耗NaOH标准溶液25.00 mL。

（1）步骤②中，准确量取H₂SO₄溶液所用的玻璃仪器为________.

（2）步骤③中，加热蒸馏时间需长达30分钟，其目的为________.

（3）步骤④中，若滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，则所测n(NH₄^＋)的值将________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

Ⅱ．SO₄^2－的测定

采用重量分析法，实验步骤如下：

①另准确称取19.60 g晶体X于烧杯中，加水溶解，边搅拌边加入过量的 BaCl₂溶液；

②用无灰滤纸（灰分质量很小，可忽略）过滤，洗涤沉淀3～4次；

③用滤纸包裹好沉淀取出，灼烧滤纸包至滤纸完全灰化；

④继续灼烧沉淀至恒重．得沉淀质量23.30 g。

（4）步骤①中，判断 BaCl₂溶液已过量的实验操作和现象是________。

（5）步骤②中，所用洗涤剂最合适的是________（填选项字母）。

A．冷水       B．稀硫酸       C．滤液

（6）步骤③灼烧操作中，除三脚架外，还需要用到下列仪器中的____（填选项字母）。

A．烧杯 

B．坩埚   

C．表面皿 

D．泥三角   

E．蒸发皿 

F．酒精灯

（7）综合实验I、Ⅱ，通过计算得出晶体X的化学式为________。

Answer

(14分，每空2分)

（1）酸式滴定管

（2）将生成的NH3全部蒸出，被硫酸溶液完全吸收

（3）偏小

（4）待浊液分层后，在上层清液中加入1～2滴BaCl2溶液，无白色浑浊出现，则BaCl2溶液已过量。

讲评建议：一定结合本实验的目的，精确的定量实验，所以答取少量上层清液、加入Ba(OH)2、硫酸盐、AgNO3等，均为不合理答案。一定要区别简单的定性离子检验实验。

（5）A

注：与教材课后习题的区别之处在于本题是洗去多余的BaCl2溶液，所以B不正确。

所以具体情境下的基本实验操作,需要具体问题具体分析。

（6）BDF（只要有错就不得分，不全的给1分）

（7）(NH4)2SO4 · FeSO4 · 6H2O

【解析】

试题分析：（1） 步骤②中，需量取硫酸溶液的体积是50.00mL，所以准确量取H2SO4溶液所用的玻璃仪器为酸式滴定管，能精确到0.01mL；

（2）步骤③中，加热蒸馏时间需长达30分钟，目的将产生的氨气全部蒸出，被硫酸吸收，减少实验误差；

（3）步骤④中，若滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，则初读数偏小，造成消耗氢氧化钠的体积偏大，说明剩余硫酸偏多，则与氨气反应的硫酸偏少，所以铵根离子的物质的量偏小；

（4）硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，静置使浊液分层后，再上层清液中加入1～2滴BaCl2溶液，无白色浑浊出现，说明硫酸根离子沉淀完全，则BaCl2溶液已过量；

（5）洗涤硫酸钡沉淀，首先不能选择滤液，洗涤沉淀的目的是洗去沉淀上附着的氯化钡，若选择硫酸，则硫酸根上会附着硫酸，所以最佳试剂是冷水，可以减小硫酸钡的溶解度，答案选A；

（6）步骤③灼烧操作中需要坩埚、三脚架、坩埚钳、泥三角、酒精灯，所以需要选择的是BDF；

（7）实验I中，根据消耗氢氧化钠溶液的体积，可计算与氨气反应的硫酸的物质的量是50×10-3L×1.01mol/L-25.00×10-3L×0.04mol/L/2=0.05mol，因为硫酸过量，所以氨气与硫酸反应生成硫酸铵，所以氨气的物质的量是0.05mol×2=0.1mol，说明19.6gX中含有0.1mol铵根离子；根据实验II可知，硫酸钡的质量是23.3g，则19.6gX晶体中含有硫酸根离子的物质的量是23.3g/233g/mol=0.1mol，所以硫酸铵中硫酸根离子的物质的量是0.05mol，硫酸亚铁中硫酸根离子的物质的量是0.05mol，所以x:y=1:1；所以19.6gX晶体的物质的量是0.05mol，其摩尔质量为19.6g/0.05mol=392g/mol，所以X的相对分子质量=392=132+152+18z，z=6，X的化学式是(NH4)2SO4 · FeSO4 · 6H2O。

考点：考查物质化学式的判定实验，实验仪器的选择、试剂的判断，化学式的计算