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20.浅绿色的硫酸亚铁铵晶体[又名莫尔盐,(NH42SO4•FeSO4•6H2O]比绿矾(FeSO4•7H2O)更稳定,常用于定量分析.莫尔盐的一种实验室制法如下:废铁屑$\stackrel{清洗}{→}$$→_{过滤}^{稀硫酸}$溶液A$→_{适量水}^{(NH_{4})_{2}SO_{4}晶体}$ $\stackrel{操作Ⅰ}{→}$ $\stackrel{乙醇淋洗}{→}$莫尔盐
(1)向废铁屑中加入稀硫酸后,不等铁屑完全溶解而是剩余少量时就进行过滤,其目的是防止Fe2+被氧化为Fe3+
(2)浓度均为0.10mol•L-1的莫尔盐溶液和FeSO4溶液,c(Fe2+)前者大于后者.(填“大于”、“小于”或“等于”或“无法判断”)
(3)0.10mol•L-1莫尔盐溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-).
(4)从下列装置中选取必要的装置制取(NH42SO4溶液,连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a接d;e接f.

(5)常温下,若0.10mol•L-1(NH42SO4溶液的pH=5,求算NH3•H2O的电离平衡常数Kb≈2×10-5

分析 (1)Fe2+离子不稳定,易被氧气氧化为Fe3+离子,加入铁粉可防止Fe2+离子被氧化为Fe3+离子;
(2)莫尔盐中的Fe2+离子易水解,趋使溶液显酸性,抑制NH4+水解;
(3)根据Fe2+水解,NH4+水解以及物质的化学式来解答;
(4)制取的氨气与硫酸反应生成(NH42SO4,剩余的氨气用水吸收,氨气极易溶于水,容易发生倒吸;
(5)根据Kw计算溶液中c(OH-),根据电荷守恒计算溶液中c(NH4+),根据物料守恒计算溶液中c(NH3•H2O),溶液中存在平衡:NH4++H2O?NH3•H2O+H+,代入平衡常数表达式计算,氨水中存在下列的电离平衡:NH3•H2O?NH4++OH-,结合水的电离平衡来解答.

解答 解:(1)Fe2+离子不稳定,易被氧气氧化为Fe3+离子,剩余少量铁粉防止Fe2+离子被氧化为Fe3+离子;
故答案为:防止Fe2+被氧化为Fe3+
(2)莫尔盐中的Fe2+离子易水解,趋使溶液显酸性,抑制NH4+水解,故c(NH4+)前者大于后者,
故答案为:莫尔盐中的Fe2+离子易水解,趋使溶液显酸性,抑制NH4+水解,故c(NH4+)前者大于后者;
(3)Fe2+水解,NH4+水解,溶液呈酸性,两者的浓度降低,溶液中离子浓度由大到小的顺序为:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-);  
故答案为:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-);
(4)氨气极易溶于水,容易发生倒吸,将氨气通入C中氨气与硫酸反应生成硫酸铵,注意应长进短出防止倒吸,过量的氨气用D装置吸收,故连接顺序为a→d→e→f;
故答案为:d、e、f;
(5)常温下,若0.10 mol•L-1(NH42SO4溶液的pH=5,溶液中c(H+)=10-5mol•L-1,故溶液中c(OH-)=10-9mol•L-1,根据电荷守恒有:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO42-),即c(NH4+)+10-5mol•L-1=10-9mol•L-1+0.20 mol•L-1,则c(NH4+)=(0.20+10-9-10-5)mol•L-1,根据物料守恒计算溶液中c(NH3•H2O)=0.20mol•L-1-(0.20+10-9-10-5)mol•L-1=(10-5-10-9)mol•L-1,故NH4++H2O?NH3•H2O+H+的平衡常数的表达式为$\frac{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)c({H}^{+})}{c(N{{H}_{4}}^{+})}$=$\frac{1{0}^{-5×}(1{0}^{-5}-1{0}^{-9})^{\;}}{0.20+1{0}^{-9}-1{0}^{-5}}$=5×10-10,氨水中存在下列的电离平衡:NH3•H2O?NH4++OH-,电离平衡常数为K,水的电离平衡可知:
5×10-10×K=1×10-14,所以K=2×10-5
故答案为:2×10-5

点评 本题考查了盐类水解、电解质溶液中电荷守恒、物料守恒的分析应用,掌握基础是关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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10.实验中需要2.0mol/L的Na2CO3溶液950mL,配制时应选选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别是(  )
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11.下列关于氧化物的叙述正确的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.下列反应中,不属于四种基本反应类型的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

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②加入MnO2反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
(2)Na2O2有强氧化性,H2具有还原性,有同学猜想Na2O2与H2能反应.为了验证此猜想,该小组同学进行如下实验,实验步骤和现象如下.

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步骤2:打开K1、K2,产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管,一段时间后,没有任何现象.
步骤3:检验H2的纯度后,开始加热,观察到硬质玻璃管内Na2O2开始熔化,淡黄色的粉末变成了白色固体,干燥管内硫酸铜未变蓝色.
步骤4:反应后撤去酒精灯,待硬质玻璃管冷却后关闭K1
①添加稀盐酸的仪器名称是长颈漏斗;B装置的作用是吸收氢气中的杂质气体.
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④你得到的结论是氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠,Na2O2+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaOH(若能反应请用化学方程式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.下列图示与对应的叙述相符的是(  )
A.
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B.
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C.
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

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