Question

某小组以废铁屑、稀硫酸、饱和(NH₄)₂SO₄溶液为原料，经过一系列反应和操作后，合成了浅蓝绿色晶体X．为确定其组成，进行如下实验。

   

Ⅰ.结晶水的测定：称取7.84g浅蓝绿晶体，加热至100℃失去结晶水，冷却至室温后，称重，质量为5.68g。

Ⅱ.NH₄⁺的测定：将上述5.68g固体置于如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入氮气，用40.00mL 1mol•L^-1的硫酸溶液吸收产生氨气。蒸氨结束后取下接收瓶，用2mol•L^-1NaOH标准溶液滴定过剩的硫酸，到终点时消耗20.00mLNaOH溶液。

Ⅲ.铁元素的测定：将上述实验结束后三颈瓶中的物质全部倒入锥形瓶中，向其中加入适量3%H₂O₂的溶液，充分振荡后滤出沉淀，洗净、干燥、灼烧后，测得其质量为1.6g。回答下列问题：

（1）在实验I中，不可能用到的实验仪器是________（填正确答案标号）

A．烧杯    B．铁架台（带铁圈）  C．坩埚   D．蒸发皿  E.酒精灯  F.干燥器   G.托盘天平

（2）在实验Ⅱ中，通入氮气的目的是____________。

（3）在实验Ⅱ中，用NaOH标准溶液滴定过剩的硫酸时，应使用______式滴定管；可使用的指示剂为_______；若在滴加氢氧化钠溶液时有少量待测液溅出，会使测量值________。

（4）在实验中，检验沉淀是否洗净的方法是________________。

（5）根据上述实验数据计算，该浅蓝绿晶体的化学式为_____________，三颈瓶中发生反应的离子方程式为_________。

Answer

（1）AD

（2）将溶液中的氨全部蒸出

（3）碱；酚酞(或甲基红)

（4）取最后一次洗涤滤液于试管中,滴入1~2滴稀盐酸酸化,再滴入氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗净

（5）FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O[或(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]；

2NH4++Fe2++4OH=Fe(OH)2↓+2NH3↑+2H2O

【解析】

试题分析：（1）结晶水的测定，称量需要托盘天平，加热需要酒精灯，坩埚，铁架台玻璃棒，干燥时需要干燥器等，无须使用烧杯和蒸发皿，选AD。（2） 实验Ⅱ的目的是测定铵根离子的含量，通过铵根例子和碱反应市场氨气的量测定，将氨气全部赶出，减小误差需要通入氮气。（3） 碱只能盛放在碱式滴定管中，酸性容易只能盛放在酸式滴定管中，所以用氢氧化钠标准溶液确定过剩的硫酸时，应使用碱式滴定管盛放氢氧化钠溶液。氢氧化钠和硫酸溶液反应后显中性，可以选择酸性或碱性变色范围内的指示剂，甲基红为酸性变色指示剂，酚酞为碱性指示剂，所以可以选择酚酞(或甲基红)；滴定过程有中有氢氧化钠溅出，则需要的氢氧化钠的体积读数变大，结果偏大。（4） 溶液中存在硫酸铵，若未洗净，加入1-2滴稀硝酸，在滴入硝酸钡溶液，有白色沉淀生成，所以检验沉淀是否洗净的方法是：取最后一次洗涤滤液于试管中，滴入1~2滴稀盐酸酸化，再滴入氯化钡溶液,若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗净。

（5） 由题中数据可知7.84克摩尔盐中，水的质量为7.84-5.68=2.16g，物质的量为2.16/18=0.12mol，消耗氢氧化钠的物质的量为0.04摩尔，则根据反应式分析，剩余硫酸的物质的来那个为0.02摩尔，则根据氨气与硫酸的反应分析，与氨气反映的硫酸的物质的量为0.04-0.02=0.02mol，则与硫酸反应的氨气的物质的量为0.02×2=0.04mol，生成的氨气的质量为0.68g，氧化铁的质量为1.6g，则氧化铁的物质的量为1.6/160=0.01mol，铵根离子的质量为0.04×18=0.72g，亚铁离子的质量=0.02×56=1.12g，则硫酸根离子的质量=7.84-2.16-0.72-1.12=3.84g，物质的量为3.84/96=0.04摩尔，所以物质的量比为铵根离子：亚铁离子：硫酸根离子：水=0.04:0.02:0.04:0.12=2:1:2:6，则该晶体的化学式为：FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O[或(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]；三颈烧瓶中亚铁离子和铵根离子和氢氧根离子反应生成氢氧化铁和氨气和水，离子方程式为：2NH4++Fe2++4OH=Fe(OH)2↓+2NH3↑+2H2O

考点：探究物质的组成和测量物质的含量