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硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化,是分析化学中重要的试剂,常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在 500 ℃时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题:

化学试卷 10-05
硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化,是分析化学中重要的试剂,常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在 500 ℃时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题:
(1)硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解,发生了氧化还原反应,固体产物可能有FeO和Fe2O3,气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和__________。
(2)为检验分解产物的成分,设计如下实验装置进行实验,加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。
 
① A中固体充分加热较长时间后,通入氮气,目的是__________________________。
②为验证A中残留物是否含有FeO,需要选用的试剂有____________(填字母)。
A.KSCN溶液  B.稀硫酸
C.浓盐酸  D.KMnO4溶液
③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有________气体生成,若含有该气体,观察到的现象为_______________________________________。
④若A中分解产物有N2,固体残留物只有Fe2O3,Fe2O3的物质的量为b mol,C中沉淀物质的量为a mol,则b________________(填“大于”“小于”或“等于”)a。
⑤实验中,观察到C中有白色沉淀生成,则C中发生的反应为___________________________________________(用离子方程式表示)。
(3)为测定某固体样品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的含量,某实验小组做了如下实验:
测定原理:MnO+Fe2+H―→Mn2+Fe3+H2O(方程式未配平)
测定步骤:步骤一:准确称量20.00 g硫酸亚铁铵晶体,配制成100 mL溶液。
步骤二:取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.100 0 mol·L1 KMnO4溶液滴定至终点,重复两次,平均消耗KMnO4溶液16.00 mL。
①如何判断滴定终点?________________________;
②产品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数为_________________。
【答案】    (1). SO2    (2). 使分解产生的气体在B、C中被吸收充分    (3). BD    (4). SO3    (5). 溶液变浑浊    (6). 小于    (7). SO2 +H2O2+Ba2===BaSO4↓+2H    (8). 滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液呈紫红色且半分钟不褪色    (9). 62.72%
【解析】
【详解】(1)氮元素和铁元素化合价升高,根据在氧化还原反应中化合价有升必有降,化合价降低的应该是硫,所以气体产物中还可能有SO2;故答案为SO2
(2)①A中固体充分加热较长时间后,通入氮气目的是使分解生成的气体在BC装置中完全吸收;故答案为使分解产生的气体在B、C中被吸收充分;
②为验证A中残留物是否含有FeO,应该先用稀硫酸溶解,然后再用KMnO4溶液检验亚铁离子,故选BD,故答案为BD;
③装置B中BaC12溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3气体生成,若含有该气体,会生成硫酸钡白色沉淀,观察到的观象为溶液变浑浊,故答案为SO3;溶液变浑浊;
④若A中分解产物有N2,固体残留物只有Fe2O3,Fe2O3的物质的量为bmol,C中沉淀物质的量为amol,根据化合价升降必相等,硫降低的化合价(2a)等于铁升高的化合价(2b)和氮升高的化合价之和,则b小于a,故答案为小于;
⑤C中有白色沉淀生成,是因为SO2被双氧水氧化成SO42-,SO42-再与Ba2+结合成沉淀BaSO4,则C中发生的反应为SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H,故答案为SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+
(3)①取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.1000mol•L-1 KMnO4溶液滴定至终点,滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液呈微红色且半分钟不褪色,故答案为滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液呈微红色且半分钟不褪色;
 ②   MnO4- +  5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
  1      5
0.01600L×0.1000mol•L-1 n
n=0.008mol,100ml溶液中含亚铁离子物质的量=0.008mol×=0.032mol,产品中(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O的质量分数=×100%=62.72%,故答案为62.72%。
【点睛】本题考查了物质性质的实验探究和实验设计,注意氧化还原反应和盐类水解等知识的灵活应用,注意分析题干信息和定量计算。本题的易错点为滴定终点的判断。
 
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