实验室保存绿矾应注意
绿矾是七水硫酸亚铁溶液，实验室中保存七水硫酸亚铁溶液的方法有以下这么几种：
1,把蒸馏水煮沸,赶走溶液中的氧气,水中溶解有空气,含氧,通过煮沸能赶走水中的氧气.
2,溶解时加入少量稀硫酸,适当酸化能防止保存溶液时空气中的氧氧化二价铁,提高二价铁的氧化电位.
3,加少量还原铁粉,充分振荡,加入铁后溶液成分会发生变化,酸度降低,更易被空气中的氧氧化.
4,加少量稀盐酸,溶液成分变化,就不是硫酸亚铁溶液了.一般不用这种方法。
方法：将绿矾配成溶液，取少量待测液于试管中，向其中滴入2~3滴的KSCN溶液，震荡，溶液变成红色。
原理：久置的绿矾溶液容易被空气氧化变质，实质是其中的亚铁离子容易被氧化为铁离子，所以检验是否变质的方法是检验样品中是否含有铁离子，可选用KSCN试剂，操作是向其中滴入2~3滴的KSCN溶液，震荡，溶液变成红色。
亚铁离子检验：取样溶于水，其中一份滴加高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色；另一份加入硫氰化钾，则产生血红色物质
硫酸根离子检验：取样溶于水，以盐酸酸化，再加入氯化钡，产生白色沉淀，该沉淀也不溶于稀硝酸
| （1）7.14 mol·L －1 ＞(各2分) （2）0.77(2分) （3）FeSO 4 ·Fe 2 (SO 4 ) 3 ·10H 2 O (3分) （4）①42～60mL(3分)；②0.33或1/3(3分) |
| 试题分析：（1）密度为1.4g/cm 3 ，50%的硫酸物质的量浓度为： c＝ =7.14 mol·L －1 ， 50%的硫酸与30%的硫酸等体积(假设羰基为1，密度分别是ρ 1 和ρ 2 )混合，混合酸的浓度为 ＞40%。 （2）因为20%发烟硫酸为80克H 2 SO 4 含SO 3 20克， ， 若用SO 3 ·nH 2 O表示20%的发烟硫酸，则n=0.77。 （3）配制溶液加入足量的BaCl 2 溶液，过滤得沉淀9.32克，n(SO 4 2- )= =0.04mol；再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe 2 ＋ 完全氧化(2Fe 2 ＋ +Cl 2 ==2Fe 3+ +2Cl - )，n(Fe 2+ )=2× =0.01mol；由电荷守恒n(Fe 3+ )=0.02mol， 7.32克晶体含有0.01molFeSO 4 为1.52g、0.01mol Fe 2 (SO 4 ) 3 为4.00g，还有H 2 O为1.80g即0.1mol，晶体的化学式FeSO 4 ·Fe 2 (SO 4 ) 3 ·10H 2 O。 （4）假设固体混合物全部为CuS，则n（CuS）= =0.09mol，需要硝酸的物质的量为y， 8NO 3 - +3CuS + 8H + ==3Cu 2+ +3SO 4 2- +8NO↑+4H 2 O， 3 8 0.09mol y y=0.24mol 剩余的硝酸的物质的量为：0.4mol-0.24mol=0.16mol。 0.112mol硝酸和（NH 4 ） 2 Fe（SO 4 ） 2 溶液完全反应。 NO 3 - +3Fe 2+ +4H + ==NO↑+3Fe 3+ +2H 2 O 3mol 4 1×10 -3 VL×2mol/L 0.16mol，解得V=60， 所以V值范围为：42＜V＜60， ②若V=48，与48mL（NH 4 ） 2 Fe（SO 4 ） 2 溶液完全反应需要硝酸的物质的量为： NO 3 - +3Fe 2+ + 4H + →NO↑+3Fe 3+ +2H 2 O 3mol 4 0.048L×2mol/L n 解得：n=0.128mol， 故与固体混合物反应的硝酸的物质的量为：0.4mol-0.128mol=0.272mol， 设Cu 2 S的物质的量xmol，CuS的物质的量为ymol，160x+96y=8.64g①． 10NO 3 - +3Cu 2 S+16H + →6Cu 2+ +10NO↑+3SO 4 2- +8H 2 O 3 16 x 16x/3 8NO 3 - +3CuS+8H + →3Cu 2+ +3SO 4 2- +8NO↑+4H 2 O， 3 8 y 8y/3 16x/3+8y/3=0.272② 由①②解得：x＝0.036y＝0.03 混合物中CuS的质量分数为： ×100%≈33.33%。 |
| （1）7.14 mol·L －1 >（2分+2分） （2）0.77（2分） （3）FeSO 4 ·Fe 2 (SO 4 ) 3 ·10H 2 O（2分） （4）①42～60mL（3分）； ②0.33（3分） |
| 试题分析：（1）设浓硫酸的体积为xmL，1.4x×50%/(98*x*0.001)=7.14 mol·L －1 。设50%的硫酸与30%的硫酸的密度分别为A,B，则易得到溶液的质量分数为(0.5A+0.3B)/(A+B)，因为A>B所以该式大于40%。 （2）发烟硫酸是在98%浓硫酸中继续通入SO 3 ,因为20%指质量分数,20%的发烟硫酸可表示为H 2 O·nSO 3 （制备来源），进一步整理即为H 2 SO 4 ·（n-1）SO 3 ，由该混合物中H 2 SO 4 （溶剂）和SO 3 （溶质）的质量关系可得 98 ：80（n-1）： ="(1-20%):" 20%，解得n="1.3" ，这样计算后需进行变化， H 2 O·1.3SO 3 变为1/1.3H 2 O·SO 3 ，即n=0.77。 （3）根据题意所得沉淀是硫酸钡，9.32克的物质的量为0.04mol,即n(SO 4 2- )=0.04mol，112mL（标准状况）氯气的物质的量为0.005mol,根据Cl 2 ---2Fe 2+ 关系式，求得n(Fe 2+ )=0.01mol，说明原晶体中存在FeSO 4 0.01mol，质量为1.52g，n(Fe 2 (SO 4 ) 3 )=（0.04-0.01）/3=0.01mol，质量为4g,则结晶水的物质的量为（7.32-1.52-4）/18=0.1mol。三者的物质的量之比为1：1：10，故晶体的化学式为FeSO 4 ·Fe 2 (SO 4 ) 3 ·10H 2 O。 （4）①200mL2mol/L稀硝酸溶液的物质的量为：0.20L×2mol/L=0.4mol，假设固体混合物全部为Cu 2 S，需要的硝酸的物质的量为x， 10NO 3 - ＋3Cu 2 S＋16H ＋ →6Cu 2 ＋ ＋10NO↑＋3SO 4 2- ＋8H 2 O 3 16 8.64/160=0.054 x x=0.288mol,则剩余硝酸的物质的量反应掉剩余的硝酸的物质的量为0.4mol-0.228mol=0.112mol，0.112mol硝酸和（NH 4 ） 2 Fe（SO 4 ） 2 溶液完全反应。NO 3 - ＋3Fe 2 ＋ ＋4H ＋ → NO↑＋3Fe 3+ ＋2H 2 O，根据4H + ----3Fe 2 ＋ 关系式，求得n(Fe 2 ＋ )=0.084mol，则需要 2 mol/L (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 溶液的体积V =42ml。按照同样方法再假设固体混合物全部为CuS，需要硝酸的物质的量为x， 8NO 3 - ＋3CuS＋8H ＋ → 3Cu 2 ＋ ＋3 SO 4 2- ＋8NO↑+ 4H 2 O 8 3 x 8.64/96=0.09 x=0.24mol,剩余的硝酸的物质的量为0.4mol-0.24mol=0.16mol，0.16mol硝酸和（NH 4 ） 2 Fe（SO 4 ） 2 溶液完全反应。NO 3 - ＋3Fe 2 ＋ ＋4H ＋ → NO↑＋3Fe 3+ ＋2H 2 O，根据4H + ----3Fe 2 ＋ 关系式，求得n(Fe 2 ＋ )=0.12mol，则需要 2 mol/L (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 溶液的体积V =60ml。故答案为：42＜V＜60； ②若V=48，与48mL（NH 4 ） 2 Fe（SO 4 ） 2 ，则溶液n(Fe 2 ＋ )=0.096mol，完全反应需要硝酸的物质的量为： NO 3 - ＋3Fe 2 ＋ ＋4H ＋ → NO↑＋3Fe 3+ ＋2H 2 O 1mol 5mol 0.096 0.128 所以硝酸的物质的量为0.128mol，故与固体混合物反应的硝酸的物质的量为0.4mol-0.128mol=0.272mol，设Cu 2 S的物质的量为x，CuS的物质的量为y，160x+96y=8.64g.。 10NO 3 - ＋3Cu 2 S＋16H ＋ →6Cu 2 ＋ ＋10NO↑＋3SO 4 2- ＋8H 2 O x 16x/3 8NO 3 - ＋3CuS＋8H ＋ → 3Cu 2 ＋ ＋3 SO 4 2- ＋8NO↑+ 4H 2 O y 8y/3 16x/3+8y/3=0.272mol ,解得y=0.03 则混合物中CuS的质量2.88g,则其质量分数=2.88/8.64=0.33答：混合物中CuS的质量分数为33%． |
