Question

某结晶水合物含有CO₃^2-、SO₄^2-、SO₃^2-、Fe²⁺、Fe³⁺、NH₄⁺、Ba²⁺中的三种离子，实验小组为确定其化学式做了如下实验：

①准确称取6.125g样品，配制成250.00mL溶液X。

②取20.00mL溶液X，加入足量盐酸，无明显现象；再加足量BaCl₂溶液，产生白色沉淀；将沉淀过滤、洗涤、干燥至恒重，得白色固体0.5825g。

③取20.00mL溶液X，加入适量稀硫酸酸化后，用0.01000mol·L^-1KMnO₄溶液滴定至终点，重复滴定三次，测得消耗KMnO₄溶液体积的平均值为25.00mL。

④设计如图所示的装置，取20.00mL溶液Ⅹ进行实验，实验前后B装置增重0.04250g。

⑤取少量溶液X，滴加0.1 mol ·L^-1 KSCN溶液无明显现象，再向其中滴加0.1mol·L^-1AgNO₃溶液，有白色沉淀生成。

回答下列问题；

(1)完成实验①所需要的玻璃仪器有；烧杯、玻璃棒、量筒、____________________。

(2)实验③达到滴定终点的现象是________________________________________。

(3)实验④的反应结束后，打开止水夹通入N₂的作用是_________________________。

(4)根据以上实验数据计算该结晶水合物的化学式为_________________________。

(5)某同学查阅资料发现 AgSCN为白色难溶物，Ag⁺可以氧化SCNˉ和Fe²⁺。为探究SCNˉ和Fe²⁺的还原性强弱，该同学设计了如图实验装置并进行下列实验。

先断开电键K，向溶液X中滴加0.1 mol ·L^-1 KSCN溶液，无明显现象，说明_____________；闭合电键K后，若观察到的实验现象有溶液X逐渐变红、右边石墨电极上有固体析出、电流计指针偏转，据此得出的结论是_____________，溶液变红的原因是___________(用离子方程式表示)，该实验设计的优点是_______________。

Answer

250mL容量瓶、胶头滴管 当最后一滴KMnO4标准溶液滴入时，溶液颜色变为浅紫红色，且半分钟内不再发生变化 使锥形瓶中产生的氨气完全进入B装置中被稀硫酸吸收 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 溶液中无Fe3+ Fe2+的还原性强于SCN- Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 氧化性、还原性离子不直接接触。避免发生沉淀反应而导致离子浓度降低

【解析】（1）准确称取6.125g样品，配制成250.00mL溶液X时，用烧杯溶解药品，用托盘天平称量药品，用胶头滴管定容，需要用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、量筒、250mL容量瓶、胶头滴管；(2)实验③用0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定，达到滴定终点的现象是当最后一滴KMnO4标准溶液滴入时，溶液颜色变为浅紫红色，且半分钟内不再发生变化；(3)实验④的反应结束后，打开止水夹通入N2，使锥形瓶中产生的氨气完全进入B装置中被稀硫酸吸收；（4）②取20.00mL溶液X，加入足量盐酸，无明显现象说明不含CO32-、SO32-；再加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀说明含有SO42-，不含Ba2+；将沉淀过滤、洗涤、干燥至恒重，得白色固体硫酸钡0.5825g，即，则250.00mL溶液X中含n(SO42-)=，m(SO42-)=，③取20.00mL溶液X，加入适量稀硫酸酸化后，用0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点，重复滴定三次，测得消耗KMnO4溶液体积的平均值为25.00mL，根据反应MnO4-+ 5Fe2++8H+=Mn2++ 5Fe3++4H2O可知，则250.00mL溶液X中含n(Fe2+)=，m(Fe2+)=，④设计如图所示的装置，取20.00mL溶液Ⅹ进行实验，实验前后B装置增重0.04250g，则n(NH4+)= n(NH3)=，m(NH4+)=，故所含结晶水的质量为6.125g-3.00g-0.875g-0.5625g=1.6875g，n(H2O)=，n(NH4+)：n(Fe2+)：n(SO42-)：n(H2O)=，故该结晶水合物的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；(5) 先断开电键K，向溶液X中滴加0.1 mol ·L-1 KSCN溶液，无明显现象，说明溶液中无Fe3+；闭合电键K后，若观察到的实验现象有溶液X逐渐变红、右边石墨电极上有固体析出、电流计指针偏转，据此得出的结论是Fe2+的还原性强于SCN-，溶液变红的原因是Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，该实验设计的优点是氧化性、还原性离子不直接接触。避免发生沉淀反应而导致离子浓度降低。