Question

已知硫酸亚铁铵[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]俗称莫尔盐，其摩尔质量为392 g/mol，可溶于水，在100℃~ 110 ℃时分解。为探究其化学组成，甲乙两同学设计了如下实验。

Ⅰ.探究莫尔盐晶体加热时的分解产物。

（1）甲同学设计如下图所示的装置进行实验，装置C中可观察到的现象是溶液变红，由此可知分解产物中有_____________。

（2）乙同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有SO₃(g)、SO₂(g)及N₂(g)。为验证产物的存在，用下列装置进行实验：

①乙组同学的实验中，装置依次连接的合理顺序为A→H→__________________________→G

②证明含有SO₃的实验现象是_______________。

II.为测硫酸亚铁铵纯度，称取m g 莫尔盐样品，配成500 mL溶液。甲、乙两同学设计了如下两个实验方案。

甲方案：取25.00mL硫酸亚铁铵溶液用0.1000mol•L^-1的酸性K₂Cr₂O₇溶液分三次进行滴定。

乙方案：(通过NH₄⁺测定)设计装置如下图所示。取25.00 mL样品溶液进行该实验。

（1）滴定过程中，酸性K₂Cr₂O₇溶液应装在_____________滴定管中。甲方案中的离子方程式为_________________________________。

（2）乙方案中量气管中最佳试剂是______（填字母）。

a.水       b.饱和NaHCO₃溶液         c.CC1₄

（3）乙方案中收集完气体并恢复至室温，读数前应进行的操作是______________________________。

（4）若测得NH₃(已折算为标准状况下)为VL，则硫酸亚铁铵纯度为___________。(用含V、m的式子表示)

Answer

NH3 F→D→E F中出现白色沉淀 酸式 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O c 上下移动量气管（滴定管），使左右两边液面相平 ×100%或100%

【解析】

探究莫尔盐晶体加热时的分解产物的实验中，根据酚酞溶液变红可确定有氨气生成；其他几种产物的检验应科学合理，由于三氧化硫能与水剧烈反应生成硫酸，故应先检验三氧化硫，可选择F装置；然后检验二氧化硫，选择D装置；接着通入E装置，将可能剩余的二氧化硫完全吸收；最后用排水集气法收集剩余的气体，以确定有氮气。测硫酸亚铁铵纯度的实验，可以根据其中亚铁离子的还原性进行氧化还原滴定的实验，也可以根据铵盐可以与碱在加热条件下生成氨气，测定氨气的体积。

I.（1）装置B中的碱石灰吸收分解产生的酸性气体，装置C中酚酞溶液变红，根据莫尔盐的组成，则莫尔盐受热的分解产物中有NH3。

（2）乙同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有SO3(g)、SO2（g）及N2（g），用BaCl2与足量盐酸的混合液检验SO3(g)，用品红溶液检验SO2(g)，N2难溶于水用排水法收集；由于SO3能被水溶液吸收，所以先检验SO3(g)，再检验SO2(g)，用NaOH溶液除去SO2，最后用排水法收集N2；装置的合理连接顺序为A→H→F→D→E→G。

①根据上述分析，装置的合理连接顺序为A→H→F→D→E→G。

②证明含有SO3的实验现象是：装置F中出现白色沉淀。

II.（1）酸性K2Cr2O7溶液具有强氧化性，应装在酸式滴定管中。Cr2O72-将Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原成Cr3+，1molCr2O72-参与反应得到6mol电子，1molFe2+参与反应失去1mol电子，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，甲方案中的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

（2）根据乙方案的装置，硫酸亚铁铵溶液与CaO反应产生NH3，用碱石灰除去NH3中的H2O（g），用量气法量取NH3的体积。a项，由于NH3极易溶于水，水能吸收NH3；b项，由于NH3极易溶于水且其水溶液呈碱性，饱和NaHCO3溶液吸收NH3；c项，NH3难溶于CCl4，不吸收NH3；量气管中最佳试剂为CCl4，答案选c。

（3）用量气体的体积进行定量实验时，还需要测量温度和压强，所以实验结束要恢复到室温，使气体产生的压强等于大气压。乙方案中收集完气体并恢复至室温，读数前应进行的操作是：上下移动量气管（滴定管），使左右两边液面相平。

（4）根据N守恒，25.00mL样品中n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=n(NH3)=mol，500mL溶液中n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=mol=mol，m[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=mol392g/mol=g，则硫酸亚铁铵纯度为100%=100%。