Question

【实验化学】

一种制取摩尔盐晶体[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]的反应原理为：

(NH₄)₂SO₄+FeSO₄+6H₂O═(NH₄)₂SO₄•FeSO₄•6H₂O↓．其流程可表示为如图1：

（1）洗涤中Na₂CO₃的主要作用是____________________________；

（2）结晶过程中需要加热蒸发溶剂，浓缩结晶。应加热到______时，停止加热。

（3）过滤是用如图2装置进行，这种过滤跟普通过滤相比，除了过滤速度较快外，还有一个优点是____________；

（4）用无水乙醇洗涤的目的是____________________________；

（5）产品中Fe²⁺的定量分析：制得的摩尔盐样品中往往含有极少量的Fe³⁺。为了测定摩尔盐产品中Fe²⁺的含量，一般采用在酸性条件下KMnO₄标准液滴定的方法．称取4.0g的摩尔盐样品，溶于水，并加入适量稀硫酸．用0.2mol/LKMnO₄溶液滴定，当溶液中Fe²⁺全部被氧化时，消耗KMnO₄溶液10.00mL．

①本实验的指示剂是__________．(填字母)

A．酚酞  B．甲基橙  C．石蕊  D．不需要

②产品中Fe²⁺的质量分数为______________；

Answer

（1）利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污

（2）加热到溶液表面出现晶膜时（3）得到较干燥的沉淀

（4）除去水分，减少固体损失（5）① D ②14%

【解析】

试题分析：制取摩尔盐晶体流程为：先利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污，然后加稀硫酸溶解，铁与稀硫酸反应生成亚铁离子，加入硫酸铵发生(NH4)2 SO4+FeSO4+6H2O=(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O↓，结晶过滤，摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂，用酒精洗涤摩尔盐，得到摩尔盐晶体；（1）Na2CO3溶液中CO32-水解CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，使Na2CO3溶液呈碱性，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质易于洗去，步骤1中加入10%Na2CO3溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污；（2）浓缩结晶摩尔盐时要用小火加热，加热浓缩初期可轻微搅拌，但注意观察晶膜，若有晶膜出现，则停止加热，防止摩尔盐失水；更不能蒸发至干，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，晶体可能会受热分解或被氧化；（3）减压过滤，利用大气压强原理，用减小压力的方法加快过滤的速率，并能得到较干燥的沉淀； （4）摩尔盐易溶于水，不能用蒸馏水洗涤，但摩尔盐属于无机物难溶于有机物，可用乙醇进行洗涤，洗去晶体表面的液体杂质；（5）①MnO4-为紫色，当滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液由无(浅绿)色变为浅紫色，半分钟内不褪色，故不需要外加指示剂，故选D；②测定摩尔盐产品中Fe2+的含量，采用在酸性条件下KMnO4标准液滴定，Fe2+→Fe3+，铁元素化合价升高1价；MnO4-+→Mn2+，锰元素降低5价，化合价升降最小公倍数为5，故Fe2++系数为5，MnO4- 系数为1，根据元素守恒可知Mn2+与Fe3+系数分别为1、5，根据电荷守恒可知缺项为H+，H+其系数为2+3×5-[2×5-1]=8，根据H元素守恒可知H2O系数是4，所以反应离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=1Mn2++5Fe3++4H2O，

令4g产品中Fe2+的物质的量为xmol，则：

5Fe2+～～～～～～MnO4-，

5 1

xmol 0.01L×0.2mol/L

所以x==0.01mol，所以4g产品中Fe2+的质量0.01mol×56g/mol=0.56g，所以4g产品中Fe2+的质量分数为×100%=14%。

【考点定位】以莫尔盐的制备为载体，考查盐类水解、氧化还原反应、氧化还原反应滴定应用、物质分离提纯等有关实验操作。

【名师点晴】流程分析及实验的基本操作要领是解题关键；制取摩尔盐晶体流程为：先利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污，然后加稀硫酸溶解，铁与稀硫酸反应生成亚铁离子，加入硫酸铵发生(NH4)2 SO4+FeSO4+6H2O=(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O↓，结晶过滤，摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂，用酒精洗涤摩尔盐，得到摩尔盐晶体，据此分析即可解题。