Question

某活动小组利用废铁屑(含少量S等元素)为原料制备硫酸亚铁铵晶体[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄ ·6H₂O](M=392g/mol)，设计如图所示装置(夹持仪器略去)。

称取一定量的废铁屑于锥形瓶中，加入适量的稀硫酸，在通风橱中置于50 ～60°C热水浴中加热充分反应。待锥形瓶中溶液冷却至室温后加入氨水，使其反应完全，制得浅绿色悬浊液。

（1）在实验中选择50～60℃热水浴的原因是___________________。

（2）装置B的作用是_______________________________。

（3）检验制得的(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O中是否含有Fe³⁺的方法：将硫酸亚铁铵晶体用加热煮沸过的蒸馏水溶解，然后滴加________________(填化学式)。

（4）产品中杂质Fe³⁺的定量

①配制Fe³⁺浓度为0.1 mg/mL的标准溶液100mL。称取________(精确到0.1)mg高纯度的硫酸铁铵[(NH₄)Fe(SO₄)₂·12H₂O]，加入20.00 mL经处理的去离子水。振荡溶解后，加入2 mol·L^-1HBr溶液1mL和1mol·L^-1KSCN溶液0.5mL，加水配成100mL溶液。

②将上述溶液稀释成浓度分别为0.2、1.0、 3.0、5.0、 7.0、 10.0(单位: mg·L^-1)的溶液。分别测定不同浓度溶液对光的吸收程度(吸光度)，并将测定结果绘制成如图所示曲线。取硫酸亚铁铵产品，按步骤①配得产品硫酸亚铁铵溶液10mL，稀释至100mL，然后测定稀释后溶液的吸光度，两次测得的吸光度分别为0.590、0.610，则该兴趣小组所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe³⁺浓度为_______mg·L^-1。

（5）称取mg产品，将产品用加热煮沸的蒸馏水溶解，配成250mL溶液，取出100mL放入锥形瓶中，用c mol·L^-1KMnO₄溶液滴定，消耗KMnO₄溶液VmL，则硫酸亚铁铵晶体的纯度为___________(用含c、V、m的代数式表示，化简)。滴定时，下列滴定方式中，最合理的是___________(填字母)。

A. B. C.

若在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，实验结果将会_________(填“偏大”“偏小”或“无影响”。)

Answer

加快反应速率，受热均匀 防止倒吸 KSCN溶液 86.1 85 B 无影响

【解析】

⑴在实验中选择50～60℃热水浴，升高温度，受热均匀，加快反应速率，提高利用率。

⑵装置A中有部分挥发出的氨气，氨气极易溶于水。

⑶检验溶液中含有Fe3+的方法主要是加入KSCN溶液。

⑷①先计算100mL中的m(Fe3+)，再根据Fe3+ ～NH4Fe(SO4)2∙12H2O得到NH4Fe(SO4)2∙12H2O的质量。

②两次吸光度求得平均值，根据图中信息得到溶液中Fe3+浓度，再求10mL所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度。

⑸根据5Fe2+ ～KMnO4关系式得硫酸亚铁铵晶体的纯度；滴定时，是高锰酸钾溶液向试样中滴定，高锰酸钾是强化性溶液，易腐蚀橡皮管，用酸式滴定管滴加；若在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，溶质无变化。

⑴在实验中选择50～60℃热水浴，升高温度，受热均匀，加快反应速率，提高利用率，故答案为：加快反应速率，受热均匀。

⑵装置A中有部分挥发出的氨气，氨气极易溶于水，因此装置B的作用是防倒吸，起安全瓶的作用；故答案为：防止倒吸。

⑶检验溶液中含有Fe3+的方法主要是加入KSCN溶液，故答案为：KSCN溶液。

⑷①配制Fe3+浓度为0.1 mg∙mL−1的标准溶液100mL。则m(Fe3+)=0.1 mg∙mL−1 ×100mL = 10mg，根据Fe3+ ～NH4Fe(SO4)2∙12H2O得到NH4Fe(SO4)2∙12H2O的质量为；故答案为：86.1。

②两次测得的吸光度分别为0.590、0.610，两次吸光度的平均值为0.600，根据图中信息得到稀释至100mL，溶液中Fe3+浓度为8.5mg∙L−1，则该兴趣小组所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度；故答案为：85。

⑸称取mg产品，将产品用加热煮沸的蒸馏水溶解，配成250mL溶液，取出100mL放入锥形瓶中，用c mol∙L−1 KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液VmL，根据5Fe2+ ～KMnO4关系式得硫酸亚铁铵晶体的纯度，滴定时，是高锰酸钾溶液向试样中滴定，高锰酸钾是强氧化性溶液，易腐蚀橡皮管，用酸式滴定管滴定，因此滴定方式中最合理的是B；若在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，溶质无变化，因此对实验结果无影响；故答案为：；B；无影响。