Question

某化學實驗小組制備硫酸亞鐵銨晶體并設計實驗測定其組成，他們進行了以下實驗。
Ⅰ.向FeSO₄溶液中加入飽和(NH₄)₂SO₄溶液，經過“一系列操作”后得到一種淺藍綠色的硫酸亞鐵銨晶體，這種晶體俗名“摩爾鹽”，它比綠礬穩定得多。將摩爾鹽低溫烘干后，稱取7.84 g加熱至100 ℃失去結晶水，質量變為5.68 g。
Ⅱ.選擇圖所示的部分裝置連接起來，檢查氣密性后，將上述5.68 g固體放入A裝置的錐形瓶中，再向錐形瓶中加入足量NaOH濃溶液，充分吸收產生的氣體并測出氣體質量為0.68 g。

Ⅲ.向A中加入適量3%的H₂O₂溶液，充分振蕩后濾出沉淀，洗凈、干燥、灼燒后，測得其質量為1.6 g。
根據上述實驗回答下列問題：
(1)實驗Ⅰ中，“一系列操作”依次為________、________和過濾，要檢驗FeSO₄溶液中是否含有Fe^3＋常用的試劑是________。
(2)實驗Ⅱ中，選擇的裝置是A接________接________(填代號)，A裝置中未使用分液漏斗的理由是____________________________________________________________
(3)向錐形瓶中加入NaOH溶液的操作方法是_________________________________________________________
吸收A中產生的氣體所用試劑應是________；實驗小組的同學為保證A中產生的氣體被完全吸收，以準確測量其質量，他們在A中反應停止后再進行的操作是__________________________________________________________
(4)根據上述實驗數據計算，此摩爾鹽中，n(NH₄⁺)∶n(Fe^2＋)∶n(SO₄^2—)∶n(H₂O)＝____________。

Answer 1

(1)蒸發濃縮　冷卻結晶　KSCN溶液
(2)C　D　NaOH溶液對分液漏斗玻璃塞、旋塞的磨口腐蝕性強(或分液漏斗玻璃塞、旋塞處會被NaOH溶液腐蝕導致黏結)
(3)打開止水夾，緩慢推壓注射器活塞　H₂SO₄溶液　用注射器向A中注入空氣，使裝置中的氨氣全部進入吸收液
(4)2∶1∶2∶6

(1)由題意可知莫爾鹽為硫酸亞鐵銨晶體，受熱易分解，不能采取將溶液加熱蒸干的方法獲取，故需要將溶液蒸發濃縮和冷卻結晶兩步操作；KSCN溶液遇Fe^3＋顯血紅色。(2)實驗制得的氨氣中含有水蒸氣，可以用堿石灰除去，所以先連接裝置C；氨氣極易溶于水，所以吸收時應防止倒吸，故選用D裝置；NaOH可與玻璃反應生成黏性物質，所以不能用帶玻璃塞或活塞的儀器盛放。(3)加入NaOH溶液時應注意先打開止水夾這一細節；氨氣溶于水顯堿性，所以用難揮發性酸溶液如硫酸溶液可充分吸收并可準確測量其質量；反應停止后應通入空氣以使裝置中殘留的氨氣全部進入吸收液。(4)由題意可知，7.84 g摩爾鹽中含有H₂O的質量為7.84 g－5.68 g＝2.16 g，則n(H₂O)＝0.12 mol；NH₃的質量為0.68 g，則n(NH₄⁺)＝0.04 mol；加入適量3%的H₂O₂溶液，充分振蕩后濾出沉淀，洗凈、干燥、灼燒后，得到Fe₂O₃，測得其質量為1.6 g，則n(Fe₂O₃)＝0.01 mol，則7.84 g摩爾鹽中含有的n(Fe^2＋)＝0.02 mol，m(Fe^2＋)＝1.12 g；則7.84 g摩爾鹽中含有的m(SO₄^2—)＝7.84 g－2.16 g－0.72 g－1.12 g＝3.84 g，n(SO₄^2—)＝0.04 mol，則此摩爾鹽n(NH₄⁺)∶n(Fe^2＋)∶n(SO₄^2—)∶n(H₂O)＝2∶1∶2∶6。