硫酸亚铁铵的化学式为(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O，商品名为莫尔盐。可由硫酸亚铁与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵，一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化，而形成莫尔盐后就比较稳定了。三种盐的溶解度（单位为g/100g水）如下表：

温度／℃	10	20	30	40	50	70
(NH4)2SO4	73.0	75.4	78.0	81.0	84.5	91.9
FeSO4·7H2O	40.0	48.0	60.0	73.3	－	－
(NH4)2SO4??FeSO4??6H2O	17.2	26.4	33.0	46.0	—	—

实验室制取少量莫尔盐的流程如下：

试回答下列问题：

(1)步骤1中加入10％Na₂CO₃溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污，简述其除去油污的原理                                                              

(2)将(NH₄)₂SO₄与FeSO₄混合后加热、浓缩，停止加热的时机                        

(3)步骤4中析出的晶体不含(NH₄)₂SO₄和FeSO₄的原因是                      ，理论上制得的莫尔盐的质量为          。

（二）称取两份质量均为1.96g的该硫酸亚铁铵，制成溶液。用未知浓度的KMnO₄酸性溶液进行滴定。

(1)滴定时，将KMnO₄酸性溶液装在_______（填“酸式”或“碱式”）滴定管。试写出该滴定过程中的离子方程式：___                                             __；

(2)判断该反应到达滴定终点的现象为                                      ；

(3)假设到达滴定终点时，用去V mL KMnO₄酸性溶液，则该KMnO₄酸性溶液的浓度为          mol/L

（11分）硫酸亚铁铵的化学式为(NH₄)₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，商品名为莫尔盐。可由硫酸亚铁与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵，一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化，而形成莫尔盐后就比较稳定了。三种盐的溶解度（单位为g/100g水）如下表：

温度／℃	10	20	30	40	50	70
(NH4)2SO4	73.0	75.4	78.0	81.0	84.5	91.9
FeSO4?7H2O	40.0	48.0	60.0	73.3	－	－
(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O	17.2	26.4	33.0	46.0	―	―

（一）实验室制取少量莫尔盐的流程如下：

 

 

 

 

 

 

 

 

试回答下列问题：

(1)步骤1中加入10％Na₂CO₃溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污，简述其除去油污的原理                                                                                       

(2)将(NH₄)₂SO₄与FeSO₄混合后加热、浓缩，停止加热的时机                        

 (3)步骤4中析出的晶体不含(NH₄)₂SO₄和FeSO₄的原因是                                   ，理论上制得的莫尔盐的质量为          。

（二）称取两份质量均为1.96g的该硫酸亚铁铵，制成溶液。用未知浓度的KMnO₄酸性溶液进行滴定。

(1)滴定时，将KMnO₄酸性溶液装在_______（填“酸式”或“碱式”）滴定管。试写出该滴定过程中的离子方程式：_                                             ___  __；

(2)判断该反应到达滴定终点的现象为                                        ；

(3)假设到达滴定终点时，用去V mL KMnO₄酸性溶液，则该KMnO₄酸性溶液的浓度为          mol/L

 

 

空气中的SO₂含量和可吸入颗粒的含量(可用g/cm³表示)都是重要的空气质量指标。在工业生产上规定：空气中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过0.02 mg/L。

(1)为测定某地方的空气中SO₂和可吸入颗粒的含量，甲同学设计了如下图所示的实验装置：

注：气体流速管是用来测量单位时间内通过气体的体积的装置

①应用上述装置测定空气中的SO₂含量和可吸入颗粒的含量，除测定气体流速(单位：cm³/min)外，还需要测定___________________________________________________

②已知：碘单质微溶于水，KI可以增大碘在水中的溶解度。

请你协助甲同学完成100 mL 5×10^－4 mol/L碘溶液的配制：

第一步：准确称取1.27g碘单质加入烧杯中，___________________________

第二步：___________________________________________________________；

第三步：从第二步所得溶液中，取出10.00 mL溶液于100 mL容量瓶中，加水稀释至刻度线。

(2)乙同学拟用如图所示简易装置测定空气中的SO₂含量：准确移取50 mL 5×10^－4 mol/L的碘溶液，注入图中所示广口瓶中，加2～3滴淀粉指示剂，此时溶液呈蓝色。在指定的测定地点抽气，每次抽气100 mL，直到溶液的蓝色全部褪尽为止，记录抽气次数(n)。

①假设乙同学的测量是准确的，乙同学抽气的次数至少为________次，方可说明该地空气中的SO₂含量符合排放标准。

②如果乙同学用该方法测量空气中SO₂的含量时，所测得的数值比实际含量低，请你对其可能的原因(假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误)提出两种合理假设：__________________、______________________。

③丙同学认为：乙同学的实验方案需要抽气的次数太多，操作麻烦。与乙讨论后，决定将抽气次数降到100次以下，请你设计合理的改进方案：_________________________。

 

 选做题

本题有A、B两题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，每题12分。请选择其中一题作答，若两题都作答，则以A题得分计入总分。

20A．过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

   （1）应用于合成氨反应的催化剂（铁）的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为       。

 

 

 

 

 

   （2）现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是     。（填序号）  

    A．PFS中铁显+3价          

    B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

    D．由下表可知气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子难

元素	Mn	Fe
电离能 （kJ・mol－1）	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

 

 

 

 

 

   （3）铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为：

 

①该化合物中存在的化学键类型有                                     。

②该化合物中一个Cr的配位数为       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有              。

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是    。（填一种即可）

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是

____   。（填元素符号）

20B．阿斯匹林(乙酰水杨酸）是由水杨酸和乙酸酐合成的：

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间也能发生聚合反应，生成少量聚合物(副产物）。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：

 

①向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85℃～90℃条件下反应5～10 min，然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。

②减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。

③将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3 min，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。

   （1）第①步中，要控制温度在85℃～90℃，应采用的加热方法是    ，用这种方法加热需要的玻璃仪器有     。

   （2）在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是    、    。

   （3）在第③步中，加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是     ，加入盐酸的作用是    。

   （4）如何检验产品中是否混有水杨酸？       。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（11分）以下是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程：
[研究课题]探究乙二酸的某些性质
[查阅资料]乙二酸（HOOC－COOH）俗称草酸，其主要物理常数如下：

名称	乙二酸	乙二酸晶体
分子式	H2C2O4	H2C2O4·2H2O
颜色状态	无色固体	无色晶体
溶解度（g）	8.6（20℃）	—
熔点（℃）	189.5	101.5
密度（g·cm－3）	1.900	1.650

又知：
草酸在100℃时开始升华，157℃时大量升华，并开始分解。
草酸钙不溶于水。
草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。
草酸蒸气在低温下可冷凝为固体。
根据上述材料提供的信息，回答下列问题：
[提出猜想]
（猜想一）根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想
设计方案：
（1）该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O，请用下列装置组成一套探究实验装置（草酸晶体分解装置略，装置可重复使用，连接导管略去）。

A中水槽装冰水混合物、B中装氧化铜、C中装无水硫酸铜，D中装澄清石灰水、E中装碱石灰
请回答下列问题：
①装置的连接顺序为：A→_____________________________________________。
②检验产物中CO的实验现象是____________________________________________________________
③整套装置是否存在不合理之处，   （填是或否），若有该如何解决___________________________________________________________________________
（猜想二）乙二酸具有弱酸性
设计方案：
（2）该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验，其中能达到实验目的是______（填字母）。
A．将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色
B．测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH
C．测定草酸钠（Na2C2O4）溶液的pH
D．将草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出
（猜想三）乙二酸具有还原性
设计方案：
（3）该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO4溶液褪色，从而判断草酸具有较强的还原性。配平该反应的离子方程式：
___MnO₄^－+___H₂C₂O₄ +___H+ ===___Mn²⁺ +___CO₂↑+___H₂O
（4）利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品（含有H2C2O4·2H2O及其它一些杂质）中H2C2O4·2H2O的含量。
方法是：称取该样品0.12 g，加适量水完全溶解，然后用0.020 mol·L－1
的酸性KMnO4溶液滴定至终点（杂质不参与反应），滴定前后滴定管中的液面读数如图所示（单位：mL），则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分数为_____________。
（已知相对原子质量：Mr(H2C2O4·2H2O)=126）