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20.硫酸亚铁铵又称莫尔盐,是浅绿色晶体.它在空气中比一般亚铁盐稳定,是常用的Fe2+试剂.某实验小组利用工业废铁屑制取莫尔盐,并测定其纯度.
已知:

102030405070
(NH42SO473.375.478.081.084.591.9
FeSO4•7H2O40.048.060.073.3--
(NH42SO4•FeSO4•6H2O18.121.224.527.931.338.5
②莫尔盐在乙醇溶剂中难溶.
Ⅰ.莫尔盐的制取

试分析:
(1)步骤2中加热方式 (填“直接加热”“水浴加热”或“沙浴”);必须在铁屑少量剩余时,进行热过滤,其原因是防止Fe2+被氧化,同时热过滤可防止硫酸亚铁以晶体形式析出.
(2)步骤3中包含的实验操作名称加热浓缩、冷却结晶.
(3)产品莫尔盐最后用b洗涤(填字母编号).
a.蒸馏水    b.乙醇   c.滤液
Ⅱ.为测定硫酸亚铁铵(NH42SO4FeSO46H2O晶体纯度,某学生取m g硫酸亚铁铵样品配制成500mL溶液,根据物质组成,甲、乙、丙三位同学设计了如下三个实验方案,请回答:
(甲)方案一:取20.00mL硫酸亚铁铵溶液用0.1000molL -1的酸性KMnO4溶液分三次进行滴定.
(乙)方案二:取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行如下实验.

(1)若实验操作都正确,但方案一的测定结果总是小于方案二,其可能原因为Fe2+已被空气部分氧化,验证推测的方法为:取少量硫酸亚铁铵溶液,加入少量KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明Fe2+已被空气部分氧化.
(丙)方案三:(通过NH 4+测定)实验设计图如下所示.取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行该实验.

(2)①装置乙(填“甲”或“乙”)较为合理,判断理由是甲装置会出现倒吸.量气管中最佳试剂是 (填字母编号.如选“乙”则填此空,如选“甲”此空可不填).
a.水 b.饱和NaHCO3溶液    c.CCl4
②若测得NH3的体积为V L(已折算为标准状况下),则该硫酸亚铁铵晶体的纯度为$\frac{392V×25}{44.8m}$×100%.

分析 Ⅰ.(1)水浴加热便于控制温度;亚铁离子易被氧化,少量铁还原氧化生成的Fe3+;FeSO4在温度低时溶解度较小;
(2)从滤液到得到晶体需要加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥等过程;
(3)乙醇易挥发,少量酒精来洗去晶体表面杂质;
Ⅱ.(1)亚铁离子具有还原性,易被氧化;检验亚铁离子的氧化产物铁离子;
(2)①根据氨气的溶解性和装置特点分析;
②根据氨气的体积计算氨气的物质的量,根据N守恒计算出硫酸亚铁铵的质量,进而计算质量分数.

解答 解:Ⅰ.(1)步骤二实验需要温度为:70~75℃,采用水浴加热便于控制温度;亚铁离子易被氧化,少量铁可还原氧化生成的Fe3+,减少产物中的Fe3+杂质,如果不趁热过滤就会有FeSO4•7H2O析出;
故答案为:水浴加热;防止Fe2+被氧化,同时热过滤可防止硫酸亚铁以晶体形式析出;
(2)从滤液到得到晶体需要加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥等过程,故答案为:加热浓缩、冷却结晶;
(3)乙醇易挥发,用少量酒精来洗去晶体表面杂质,用水会使摩尔盐溶解损失,用滤液会带入杂质,故答案为:b;
Ⅱ.(1)亚铁离子具有还原性,易被氧化成铁离子,故测得硫酸亚铁铵浓度偏小;可检验亚铁离子的氧化产物铁离子,具体操作为:取少量硫酸亚铁铵溶液,加入少量KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明Fe2+已被空气部分氧化;
故答案为:Fe2+已被空气部分氧化;取少量硫酸亚铁铵溶液,加入少量KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明Fe2+已被空气部分氧化;
(2)①氨气易溶于水,不能用排水法收集,甲装置中导管伸入液面下,易倒吸,用排水法,不合理;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:乙;甲装置会出现倒吸;c;
②VL氨气的物质的量为:$\frac{VL}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22.4}$mol,
m g硫酸亚铁铵样品中含N的物质的量为 $\frac{500ml}{20ml}$mol=$\frac{25V}{22.4}$mol,
硫酸亚铁铵的纯度为:$\frac{\frac{25V}{22.4}×\frac{1}{2}mol×392g/mol}{mg}$×100%=$\frac{392V×25}{44.8m}$×100%,
故答案为:$\frac{392V×25}{44.8m}$×100%.

点评 本题考查制备实验方案的设计,综合性较强,注意结合题给信息和装置特点及物质的性质分析,题目难度中等.

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