Question

已知硫酸亚铁铵[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]  （俗称莫尔盐）可溶于水，在100℃～110℃时分解。为探究其化学性质，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。

甲同学设计如右图所示的装置进行实验，装置C中可观察到的现象是____________________，由此可知分解产物中有_______________。

乙同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还可能含有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______________；安全瓶H的作用是____。

Ⅱ．为测定硫酸亚铁铵纯度，称取m g莫尔盐样品，配成500 mL溶液。甲、乙两位同学设计了如下两个实验方案。甲方案：取25.00 mL样品溶液用0.1000 mol·L^－1的酸性K₂Cr₂O₇ 溶液分三次进行滴定。乙方案：（通过NH₄⁺测定）实验设计装置如下图所示。取25.00 mL样品溶液进行该实验。

请回答：

（1）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________

a．水   b．饱和NaHCO₃溶液   c．CCl₄

（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为V L(已折算为标准状况下)，则硫酸亚铁铵纯度为_____（列出计算式）。

Answer

溶液变红NH3F D EF中出现白色沉淀 防倒吸Cr2O7 2－+ 6Fe2++14H+ =2Cr3++ 6Fe3++ 7H2Oc上下移动量气管（滴定管），使左右两边液面相平 ×100%或×100%

【解析】Ⅰ．(1)莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]受热分解，分解时会产生氨气和二氧化硫、三氧化硫等酸性气体，根据装置图可知，碱石灰可以吸收酸性气体，氨气遇到酚酞溶液会变红色，所以装置C 中可观察到的现象是溶液变红，由此可知莫尔盐晶体分解的产物中有 NH3．装置B的主要作用是 吸收分解产生的酸性气体，故答案为：溶液变红；NH3；

(2)①要检验生成SO3(g)、SO2(g)及N2，在甲组实验中的装置A产生气体后，经过安全瓶后通过氯化钡溶液检验SO3，再通过品红溶液检验SO2，用浓氢氧化钠除去二氧化硫，用排水集气法收集氮气，所以装置依次连接的合理顺序为A、H、F、D、E、G，故答案为：F、D、E；

②由于产生的气体中有氨气，所以氯化钡溶液中加入足量的盐酸，可以吸收氨气并防止产生亚硫酸钡沉淀，排除SO2的干扰，SO3通入氯化钡溶液中可以产生硫酸钡沉淀，二氧化硫能使品红褪色，所以装置F中足量盐酸的作用是 吸收氨气并将溶液酸化，排除SO2的干扰；含有SO3的实验现象是F中有白色沉淀，安全瓶H可以防止倒吸，故答案为： F中有白色沉淀；防止倒吸；

Ⅱ．(1)酸性K2Cr2O7 溶液具有氧化性，能氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：Cr2O7 2－+ 6Fe2++14H+ =2Cr3++ 6Fe3++ 7H2O，故答案为：Cr2O7 2－+ 6Fe2++14H+ =2Cr3++ 6Fe3++ 7H2O；

(2)乙装置中导管在液面以上，符合排液体收集气体要求，量气管中液体应不能溶解氨气，氨气易溶于水和饱和碳酸钠溶液，难溶于四氯化碳，故用排四氯化碳法收集，故答案为：c；

(3)乙方案中收集完气体并恢复至室温，读数前应保证装置内气体的压强与外界相等，进行的操作为上下移动量气管(滴定管)，使左右两边液面相平，故答案为：上下移动量气管(滴定管)，使左右两边液面相平；

(4)VL氨气的物质的量为：= mol，m g硫酸亚铁铵样品中含N的物质的量为 ×mol=mol，硫酸亚铁铵的纯度为：[× mol×392g/mol÷mg]×100%= ×100%，故答案为：×100%。

点睛：本题考查性质实验方案设计，侧重考查学生知识综合应用、实验基本操作能力及实验方案设计能力，综合性较强，难点是排列实验先后顺序，根据实验目的及物质的性质进行排列顺序，注意要排除其它因素干扰。