Question

莫尔盐［(NH₄)₂Fe(SO₄)₂・6H₂O］是一种重要的还原剂，在空气中比一般的 亚铁盐稳定。某学习小组设计如下实验制备少量的莫尔盐并测定其纯度。

回答下列问题：

Ⅰ.制取莫尔盐

(1)连接装置，检査装置气密性。将 0.1mol(NH₄)₂SO₄晶体置于玻璃仪器中 __填仪器 名称)，将 6.0g 洁浄铁屑加入锥形瓶中。

(2)①打开分液漏斗瓶塞，关闭活塞 K₃，打开 K₂、K₁，加完 55.0mL2mol·L^-1 稀硫酸后关闭K₁。

②待大部分铁粉溶解后，打开 K₃、关闭 K₂，此时可以看到的现象为__________；原因是____________。

③关闭活塞 K₂、K₃，采用 100℃水浴蒸发 B中水分，液面产生晶膜时，停止加热，冷却结晶、_______________、用无水乙醇洗涤晶体。该反应中硫酸需过量，保持溶液的 pH 在 1～2 之间， 其目的为_______________。

④装置 C 的作用为 _____，装置 C 存在的缺点是_____。

Ⅱ.测定莫尔盐样品的纯度：取mg该样品配制成 1L 溶液，分别设计如下两个实验方案，请回答：

方案一：取20.00mL所配硫酸亚铁铵溶液用0.1000mol·L^-1的酸性K₂Cr₂O₇溶液进行滴定。重复三次。

(1)已知：Cr₂O₇^2-还原产物为Cr³⁺，写出此反应的离子方程式_____。

(2)滴定时必须选用的仪器是_____。

①②③④⑤⑥⑦

方案二：取20.00mL所配硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂・6H₂O，Mr＝392，BaSO₄，Mr＝233]

待测液→足量的 BaCl₂ 溶液→过滤→洗涤→干燥→称量→wg 固体

(3)莫尔盐晶体纯度为_____(用含 m、w 的式子表示,不用算出结果)。

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

Answer

三颈烧瓶 A中的液体被压入B中 A中产生氢气，使A中压强增大 过滤 抑制Fe2+ 水解 液封作用，防止空气进入三颈烧瓶氧化Fe2+ 不能除去尾气中的H2或答可能会倒吸均可 6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O ①④⑥ 部分被空气氧化

【解析】

制取莫尔盐：打开分液漏斗瓶塞，关闭活塞K3，打开K2、K1，加完55.0mL2mol•L-1稀硫酸，硫酸和铁反应生成氢气，将装置内的空气排出，待大部分铁粉溶解后，打开K3、关闭K2，A中的液体被压入B中，关闭活塞K2、K3，采用100℃水浴蒸发B中水分，可生成莫尔盐，冷却结晶，过滤，用无水乙醇洗涤，可得到莫尔盐晶体，装置C可用于液封，防止空气进入三颈烧瓶氧化Fe2+。据此解答。

Ⅰ．(1)根据装置的结构特点可知装置为三颈烧瓶；

(2)②待大部分铁粉溶解后，打开K3、关闭K2，A中生成氢气，压强增大，可将A中的液体压入B中；

③将晶体从溶液中分离出来，可用过滤的方法；硫酸过量，可抑制亚铁离子水解；

④导管插入液面以下，可起到液封作用，防止空气进入三颈烧瓶氧化Fe2+的作用，但不能除去尾气中的H2，甚至发生倒吸；

Ⅱ.(1)Cr2O72-还原产物为Cr3+，摩尔盐中亚铁离子被氧化生成铁离子，同时还生成水，根据反应物和生成物结合电子守恒和元素守恒可得离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+＝6Fe3++2Cr3++7H2O；

(2)酸性K2Cr2O7溶液具有强氧化性和酸性，应该盛放在酸式滴定管中，所以该实验滴定时需要的仪器有酸式滴定管、滴定管夹、锥形瓶，所以应该选取①④⑥；

(3)得到的沉淀是BaSO4，n(BaSO4)==mol，根据硫酸根离子守恒得(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O～2BaSO4，则n[(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O]=n(BaSO4)=mol，m[(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O]= mol×392g/mol×=g，摩尔盐纯度==。

(4)Fe2+不稳定，易被空气氧化，会导致方法一测定值偏小。