Question

(1)已知用含硫酸铁的废液(含少量杂质)可制备摩尔盐，即(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O。其操作流程如下：

回答下列问题：

①试剂X是_______，操作Ⅰ的名称为：____。

②减压过滤的目的是：____。

③为测定(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O晶体中铁的含量，某实验小组做了如下实验：用电子天平准确称量5.000g硫酸亚铁铵晶体，配制成250mL溶液。取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，用0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定，测得消耗KMnO₄溶液的平均体积为23.00mL。滴定终点的现象为：_____________________________；该晶体中铁的质量分数为___________。(保留4位有效数字)

(2)某课题组通过实验检验摩尔盐晶体加热时的分解产物。

①摩尔盐受热分解，小组同学认为分解产物可能有以下几种情况：

a．F_e2O₃、SO₃、NH₃、H₂O    b．FeO、SO₂、NH₃、H₂O

c．FeO、NH₃、SO₃、H₂O    d．Fe₂O₃、NH₃、SO₂、SO₃、H₂O

经认真分析，通过推理即可确定，猜想___________不成立(填序号)。

②乙同学设计了如图装置，其中A装置中的固体变为红棕色，则固体产物中含有______C装置中红色褪去，说明气体产物中含有__________。

③丙同学想利用上述装置证明分解产物中含有氨气。只需更换B、C中的试剂即可，则更换后的试剂为B中______________、C中酚酞溶液。

Answer

Fe； 过滤； 降低沸点，减少能量损耗； 滴入最后一滴酸性KMnO4溶液，溶液颜色由无色变为浅红色，且半分钟内部变色。 12.88%； ab； Fe2O3; SO3; 碱石灰。

【解析】

硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁，过滤后分离滤液和滤渣，为得到七水硫酸亚铁晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶。减压过滤的目的是降低沸点，减少能量损耗。滴定过程中，由于是用逐滴酸性KMnO4滴定Fe2+的浓度，则终点的现象为滴入最后一滴酸性KMnO4溶液，溶液颜色由无色变为浅红色，且半分钟内部变色。

(1) ①试剂X是Fe，操作Ⅰ的名称为过滤；

②减压过滤的目的为降低沸点，减少能量损耗；

③滴定过程中，由于是用逐滴酸性KMnO4滴定Fe2+的浓度，则终点的现象为滴入最后一滴酸性KMnO4溶液，溶液颜色由无色变为浅红色，且半分钟内部变色;

根据方程式中转移电子守恒，5Fe2+ ~ KMnO4，则250mL溶液中n(Fe2+)=5n(KMnO4)=5×0.023L×0.01mol/L×10=0.0115mol；质量为0.644g；则质量分数为12.88%；

(2) ①摩尔盐受热分解，可能会发生氧化还原反应，

a．Fe2O3、SO3、NH3、H2O 中只有Fe的化合价升高，没有化合价降低，所以a不成立；b．FeO、SO2、NH3、H2O中只有S的化合价降低，没有化合价升高，所以b不成立；

c．FeO、NH3、SO3、H2O中没有化合价变化，c成立；

d．Fe2O3、NH3、SO2、SO3、H2O中化合价的升高和降低，d成立

综上，猜想ab不成立；

②题意中固体呈红棕色，则产物中含有Fe2O3，C装置中品红褪色，说明气体产物中含有SO2；

③证明分解产物中含有氨气，B应该除去SO2，所以B中试剂为碱石灰； C中酚酞溶液检验NH3。