文章編號:1005-6629(2010)05-0074-02 中圖分類號:O741+.3 文獻標識碼:E

硫酸亞鐵銨晶[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]俗稱摩爾鹽。有關摩爾鹽性質(zhì)的試題，可對學生的實驗能力、觀察能力、思維能力、自學能力、探究能力等進行全面綜合考查，因此，在全國各地水平測試中受到廣泛關注。我們相信，在高考化學中，摩爾鹽必將會有一席之地。只要我們具備下述摩爾鹽的相關知識，就可在解答有關摩爾鹽試題時，呼風喚雨，點石成金。

1 摩爾鹽的獨特性質(zhì)

1. 物理性質(zhì):淺綠色，易溶于水、不溶于乙醇等有機溶劑，在水中的溶解度比FeSO4和 (NH4)2SO4都要小。

2. 化學性質(zhì):

(1)能水解:NH4++H2O NH3·H2O+H;

Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+

(2)具有還原性:Fe2+有還原性，遇到氧化劑(酸性KMnO4溶液、氯水、HNO3、O2、H2O2等)，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+。摩爾鹽比硫酸亞鐵穩(wěn)定。一般的亞鐵鹽在空氣中易被氧化，但形成摩爾鹽后卻比較穩(wěn)定，在空氣中不易氧化。

(3)不穩(wěn)定性: 加熱時容易發(fā)生分解反應[(NH4)2 SO4·FeSO4·6H2O (NH4)2SO4+FeSO4+6H2O↑]或氧化還原反應。

(4)具有NH4+、Fe2+、SO42-的化學性質(zhì)。

2 摩爾鹽的制備實驗原理

1. 鐵屑溶于稀硫酸，生成硫酸亞鐵:

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

2. 硫酸亞鐵與等物質(zhì)的量的硫酸銨在水溶液中相互作用，生成溶解度較小的淺綠色硫酸亞鐵銨復鹽晶體:

FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O↓

下面我們根據(jù)一道摩爾鹽的化學水平測試題，進行分析。

例1. 將綠礬(FeSO4·7H2O)和硫酸銨以相等的物質(zhì)的量混合可制得摩爾鹽晶體。

(NH4)2SO4+FeSO4+6H2O=(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓

請根據(jù)下圖(圖1)回答相關問題:

(1)步驟1中Na2CO3的主要作用是______;小火加熱的目的是________________;步驟1中采用的是傾析法分離出鐵屑，下列情況適合用傾析法的有:______

A. 沉淀的顆粒較大B. 沉淀容易沉降

C. 沉淀呈膠狀D. 沉淀呈絮狀

(2)步驟2中鐵屑過量的目的是(用離子方程式表示)____________;步驟2中水浴加熱的優(yōu)點是____________;水浴加熱的目的是__________;步驟2中溶液趁熱過濾的原因是____________。

(3)步驟3中， 加入(NH4)2SO4固體后，要得到摩爾鹽晶體，需經(jīng)過的實驗操作包括:加熱蒸發(fā)、____________、____________;步驟3中加熱是為了蒸發(fā)溶劑，濃縮結(jié)晶。但該實驗中，要得到摩爾鹽晶體，應加熱到____________時，停止加熱。為什么不能蒸干?____________步驟3中可以用如下裝置進行過濾:

①這種過濾方式稱為____________

②這種過濾跟普通過濾相比，除了過濾速度快外，還有一個優(yōu)點是____________。

(4)步驟3中制得的晶體過濾后用無水乙醇洗滌的目的是________________________。

(5)為檢驗硫酸亞鐵銨晶體中的NH4+、Fe2+、SO42-，

①甲同學提出可以用濕潤的_______試紙、稀鹽酸和_______溶液檢驗出這三種離子。

②乙同學提出檢驗產(chǎn)品中的Fe2+ ，可以用KSCN溶液和另一種試劑_______，試簡述操作和現(xiàn)象:______________。

③但是實際操作中，乙同學加入KSCN溶液后發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)闇\紅色，于是對自己提出的方法產(chǎn)生了懷疑。丙同學仔細思考后認為，可以從另一現(xiàn)象證明產(chǎn)品中含有Fe2+，該現(xiàn)象是_____________。

(6)制得的摩爾鹽樣品中往往含有極少量的Fe3+。為了測定摩爾鹽產(chǎn)品中Fe2+的含量，一般采用在酸性條件下用KMnO4標準液滴定的方法。稱取4.0 g的摩爾鹽樣品，溶于水，并加入適量稀硫酸。用0.2 mo1·L-1 KMnO4溶液滴定，當溶液中Fe2+全部被氧化時，消耗KMnO4溶液體積 10.00 mL。

①請完成上述滴定過程中發(fā)生的離子方程式:

___Fe2++___MnO4-+( )=___Mn2++___ Fe3++___H2O

②本實驗的指示劑是____________。

(A.酚酞B.甲基橙 C.石蕊 D.不需要)

③KMnO4溶液置于_________(酸式、堿式)滴定管中。

④終點顏色的變化:____________。

⑤產(chǎn)品中Fe2+的質(zhì)量分數(shù)為_________。

解析: (1)Na2CO3水解(CO32-+H2OHCO3-+ OH-)呈堿性，Na2CO3的主要作用是除去鐵屑表面的油污;CO32-+H2O HCO3-+ OH-是吸熱反應，升溫時水解增強，溶液堿性增強，去油污能力增強;傾析法分離應滿足:①固體不溶于液體;②固體比較大;③固體密度比液體大。故適合用傾析法的有A(沉淀的顆粒較大)、 B(沉淀容易沉降)。

(2)步驟2中鐵屑過量的目的是防止Fe3+的生成，其離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe2+; 水浴加熱的優(yōu)點是，受熱均勻，便于控制溫度;水浴加熱的目的是加速鐵與H2SO4溶液反應;步驟2中溶液趁熱過濾的原因是，防止溶液冷卻時析出FeSO4而造成損失。

(3)步驟3中， 加入(NH4)2SO4固體后，要得到摩爾鹽晶體，需經(jīng)過的實驗操作包括:

加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾;摩爾鹽晶體在加熱時容易發(fā)生分解反應或氧化還原反應，故要得到摩爾鹽晶體，應加熱到溶液表面出現(xiàn)結(jié)晶膜時，停止加熱;若完全蒸干時溶液中的雜質(zhì)離子會被帶入晶體中并且晶體會受熱分解或氧化。(從NaCl溶液得到NaCl固體:應加熱到大量晶體析出時，停止加熱，用余熱蒸干)

①減壓過濾(也稱抽濾或吸濾)

②這種過濾跟普通過濾相比，除了過濾速度快外，還有一個優(yōu)點是，能得到較干燥的沉淀。

(4)步驟3中制得的晶體過濾后用無水乙醇洗滌的目的是，利用乙醇的揮發(fā)，除去晶體表面附著的水分，減少晶體在洗滌時的溶解。

(5)檢驗硫酸亞鐵銨晶體中的NH4+檢驗的方法是，加堿產(chǎn)生NH3并用紅色石蕊試紙檢驗;Fe2+檢驗的方法是加堿或KSCN溶液和氯水;SO42-檢驗的方法是用Ba2+。

①甲同學提出用濕潤的紅色石蕊試紙、稀鹽酸和Ba(OH)2溶液可檢驗出這三種離子。

②乙同學提出檢驗產(chǎn)品中的Fe2+，可以用KSCN溶液和另一種試劑氯水來檢驗，其操作和現(xiàn)象是:先加KSCN溶液，無明顯變化，再加氯水，溶液呈血紅色。③但是實際操作中，乙同學加入KSCN溶液后發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)闇\紅色，說明Fe2+只有部分氧化成Fe3+，于是對自己提出的方法產(chǎn)生懷疑。丙同學仔細思考后認為，可以從另一現(xiàn)象證明產(chǎn)品中的Fe2+，該現(xiàn)象是:繼續(xù)滴加氯水后，溶液的紅色明顯加深。

(6)① 5Fe2++1MnO4-+(8H+)=1Mn2++5Fe3++4H2O

② KMnO4溶液本身是紫色，當KMnO4溶液滴定Fe2+時，溶液中Fe2+會全部被氧化，溶液由淺綠色變?yōu)闇\紅色，故本實驗不需要指示劑，答案為D。

③ 由于酸性KMnO4溶液有很強的氧化性，故KMnO4溶液應置于酸式滴定管中。

④ 終點顏色的變化:溶液由無色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色;

⑤ 5Fe2+ MnO4-

5×56 g1 mol

x0.2 mo1·L-1×0.010 L

x=0.56 g Fe2+ %=0.56/4.0×100 %=14 %

產(chǎn)品中Fe2+的質(zhì)量分數(shù)為14 %。