Question

为测定硫酸亚铁铵（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O晶体纯度，某学生取mg硫酸亚铁铵样品配置成500mL溶液，根据物质组成，甲、乙、丙三位同学设计了如下三个实验方案，请回答：

（甲）方案一：取20.00mL硫酸亚铁铵溶液于锥形瓶，用0.1000mol·L^-1的酸性KMnO₄溶液进行滴定。

（乙）方案二：取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。

（1）方案一的离子方程式为                                                             ；

判断达到滴定终点的依据是                                               ；

（2）方案二的离子方程式为                                               ；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                                ，如何验证你的假设                                      。

（丙）方案三：（通过NH₄⁺测定）实验设计图如下所示。取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行该实验。

（3）①装置            （填“甲”或“乙”）较为合理，判断理由是                                        

                           。量气管中最佳试剂是                 （填字母编号。如选“乙”则填此空，如选“甲”此空可不填）。

A．水     B．饱和NaHCO₃溶液    C．CCl₄

②选用该装置会导致测量值总是偏大一些，分析原因                                。

③若测得NH₃的体积为VL（已折算为标准状况下），则该硫酸亚铁铵晶体的纯度为                        

                               （列出计算式即可，不用简化）。

Answer

（1）5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O（2分） 当滴加最后一滴酸性高锰酸钾溶液时，溶液刚好变为浅紫色，且半分钟内不再恢复原色，说明达到滴定终点（2分）

（2）SO42－+Ba2+=BaSO4↓（1分）；Fe2+ 已被空气部分氧化（1 分）取少量硫酸亚铁铵溶液，加入少量 KSCN 溶液，若溶液变为血红色，说明 Fe2+ 已被空气部分氧化； （2 分）

（3）①乙（1 分） 氨气极易溶于水，甲装置无法排液体，甚至会出现倒吸（2 分）c（1 分）

②装置内的空气被量出导致测量值偏大（1 分）

③（2 分）

【解析】

试题分析：

（1）在方案一中KMnO4具有强的氧化性，会把硫酸亚铁铵中的Fe2+氧化产生Fe3+，MnO4－被还原产生Mn2+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒可得反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；MnO4－的水溶液是紫色的，Mn2+是无色的，在滴定达到终点时，锥形瓶内溶液由浅绿色变为浅紫色，且半分钟内不再恢复原色，就说明达到滴定终点。

（2）方案二中会发生复分解反应：SO42-+Ba2+=BaSO4↓；

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Fe2+具有还原性，容易被空气部分氧化，但是SO42-的物质的量不变，故使其准确度下降；

验证Fe2+被氧化的假设的实验方法是少量硫酸亚铁铵溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明Fe2+已被空气部分氧化；

（3）①测定NH4+的含量是通过测定NH3的体积的方法，由于氨气及容易溶于水，实验不能通过排水的方法测定其体积，并且甲装置无法排液体，甚至会出现倒吸故乙用排气的方法测定其体积较为合理；

氨气极易溶于水，所以量气管中最佳试剂是氨气不能溶解的液体物质，可以是四氯化碳，故选项c正确；

②装置内的空气被量出导致测量值偏大

③若测得NH3的体积为VL（已折算为标准状况下），n（NH3）=VL÷22.4L/mol=V/22.4mol，根据N元素守恒可知n[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]=1/2 n（NH3）=V/（2×22.4）mol，所以则该硫酸亚铁铵晶体的纯度为

考点：考查物质纯度方案的评价及含量的计算的知识。