Question

17．在FeSO₄溶液中加入（NH₄）₂SO₄固体可制备硫酸亚铁铵晶体[（NH₄）₂S₄•FeSO₄•6H₂O]，该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇．
（1）配制FeSO₄溶液时需要加入少量稀硫酸的目的是抑制FeSO₄的水解，判断FeSO₄溶液是否变质的方法是取适量FeSO₄溶液于试管中，向溶液中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明FeSO₄溶液变质，无现象则不变质．
（2）实验室通常向FeSO₄溶液中加入饱和（NH₄）₂SO₄溶液，然后经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体，其中“一系列操作”依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（3）为了洗涤硫酸亚铁铵晶体的粗产品，下列方法中最合适的是d（填字母）．
a．用冷水洗 b．先用冷水洗，后用无水乙醇洗
c．用Na₂SO₄熔液洗 d．用无水乙醇洗
（4）为了测定硫酸亚铁晶体产品的纯度，称取ag产品溶于水，配制成500mL溶液，取待测液25.00mL
用浓度为cmol•L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定．重复上述操作2次，实验结果如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次
消耗高锰酸钾溶液的体积/ml	25.52	25.02	24.98

①滴定过程中发生反应的离子方程式为MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
②滴定终点的现象是最后一滴滴入，溶液由无色变为浅紫色，且30s不变色，．
③该产品的纯度为$\frac{980c}{a}$×100%（用含a、c的代数式表示）．
④上表中第一次实验记录的数据明显大于后两次，其原因可能是bc（填字母）．
a．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
b．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡
c．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次来润洗
d．该酸性高锰酸钾标准液未用硫酸酸化，改用硝酸酸化．

Answer 1

分析 （1）根据二价铁易发生水解反应分析；FeSO₄溶液变质后生成Fe³⁺；
（2）步骤3是由溶液中获得晶体，是抑制亚铁离子的水解下的蒸发与结晶过程；
（3）依据该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇分析，洗涤不能溶解产品，不能引入新的杂质；
（4）称取a g产品溶于水，配制成500mL溶液，用浓度为c mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定，
①发生的反应为高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子；
②反应终点的判断可以利用高锰酸钾溶液的紫红色判断，滴入最后一滴溶液变化为紫红色，半分钟内不变，证明反应达到终点；
③依据反应的定量关系计算亚铁离子物质的量，得到（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O的质量，计算纯度，高锰酸钾溶液的体积第一次误差较大，应舍去；
④a．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积，液面被提高，读取体积减小；
b．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡测定溶液体积增大；
c．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗，待装液润洗会增多消耗高锰酸钾溶液的体积，测定结果增大；
d．该酸性高锰酸钾标准液未用硫酸酸化，改用硝酸酸化，消耗的高锰酸钾体积减少．

解答 解：（1）由于FeSO₄易发生水解，故加入稀硫酸来抑制其水解；FeSO₄溶液变质后生成Fe³⁺，故取适量FeSO₄溶液于试管中，向溶液中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明FeSO₄溶液变质，
故答案为：抑制FeSO₄的水解；取适量FeSO₄溶液于试管中，向溶液中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明FeSO₄溶液变质，无现象则不变质；
（2）步骤3是由溶液中获得晶体，亚铁离子在加热过程中会发生水解，应在抑制亚铁离子的水解情况下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等．
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（3）因为硫酸亚铁铵易溶于水，不溶于乙醇，应该用乙醇洗涤，减少硫酸亚铁铵的溶解，同时利用乙醇和水互溶，从而达到洗涤的要求，故选d，
故答案为：d；
（4）①利用高锰酸钾的强氧化性，Fe²⁺的强还原性，两者发生氧化还原反应，Fe²⁺被氧化成Fe³⁺↑1，Mn由+7价→+2↓5，最小公倍数5，根据原子个数、电荷守恒，即MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
②向溶液中滴加中高锰酸钾，高锰酸钾显紫红色，因此滴定到终点：最后一滴滴入，溶液由无色变为浅紫色，且30s不变色，
故答案为：最后一滴滴入，溶液由无色变为浅紫色，且30s不变色；
③因为第一次与第二次、第三次相差较大，忽略不计，消耗高锰酸钾溶液的体积为$\frac{25.02+24.98}{2}$ml=25mL，根据离子反应方程式，得出：n[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]=5n（KMnO₄）=25×10^-3×c×5mol，则500mL溶液中含有n[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]=25×10^-3×c×5×500/25mol=2.5cmol，
所以质量分数=2.5c×$\frac{392}{a}$×100%=$\frac{980c}{a}$×100%，
故答案为：$\frac{980c}{a}$×100%；
a、俯视读数，造成所读的数偏小，故a错误；
b、滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡，所消耗的液体体积增加，故b正确；
c、锥形瓶用待测液润洗，待测液的物质的量增加，则消耗高锰酸钾的体积增加，故c正确；
d、该酸性高锰酸钾标准液未用硫酸酸化，改用硝酸酸化，硝酸具有氧化性，也会也会亚铁离子，消耗的高锰酸钾体积减少，故d错误．
故答案为：bc．

点评 本题考查了液的加热、过滤、固体溶解、蒸发（防水解）、结晶等一系列实验基本操作、离子检验等氢氧化亚铁制备的非常规制备方法和实验过程分析判断，滴定实验的注意问题和计算应用，注意掌握物质性质，实验过程的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．