Question

在化学分析中，为了测定某试样中FeSO₄·7H₂O的质量分数，一般采用在酸性条件下用高锰酸钾标准溶液滴定的方法，反应原理为：5Fe²⁺＋8H^＋＋MnO₄^－5Fe³⁺＋Mn²⁺＋4H₂O。高锰酸钾标准溶液可用性质稳定、相对分子质量较大的基准物质草酸钠[M_r(Na₂C₂O₄)＝134.0]进行标定，反应原理为：5C₂O₄^2－＋2MnO₄^－＋16H^＋10CO₂↑＋2Mn²⁺＋8H₂O。
实验步骤如下：
步骤一：先粗配浓度约为1.5×10^-2mol·L^-1的高锰酸钾溶液500 mL。
步骤二：称取Na₂C₂O₄固体m g放入锥形瓶中，用蒸馏水溶解并加稀硫酸酸化，加热至70~80℃，用(1)所配高锰酸钾溶液进行滴定，从而可标定高锰酸钾溶液的浓度。经测定，c(KMnO₄)＝0.0160 mol·L^－1
步骤三：称取FeSO₄·7H₂O试样1.073g，放入锥形瓶中，加入适量的水溶解，
步骤四：用标准高锰酸钾溶液滴定步骤三所配样品溶液，达到终点时消耗标准溶液48.00mL。
试回答下列问题：
(1)步骤一中要用到的玻璃仪器是烧杯、___________  、                 。
(2)步骤二中需要对m的大致值进行预估，你预估的依据是                            
___________________________________________________                            。
(3)本实验中操作滴定管的以下图示，正确的是______________（填编号）。

(4)步骤二的滴定是在一定温度下进行的，操作过程中发现前一阶段溶液褪色较慢，中间阶段褪色明显变快，最后阶段褪色又变慢。试根据影响化学反应速率的条件分析，溶液褪色明显变快的原因可能是            ______________________                                。
(5)请在下面空白处设计步骤四中的数据记录和数据处理表格(不必填数据）。
(6)国家标准规定FeSO₄·7H₂O的含量(w)：一级品100.5%≥w≥99.50%；二级品  100.5%≥w ≥99.00%；三级品  101.0%≥w≥98.00%。试判断该试样符合国家________级品标准。
(7)测定试样中FeSO₄·7H₂O的含量时，有时测定值会超过100%，其原因可能是           
_______________________________________________                              。

Answer 1

(1)量筒、玻璃棒（少答或多答“容量瓶”不给分）（2分）
(2)根据反应的定量关系、滴定管的规格（最大容量）及KMnO₄溶液的粗浓度来确定（一般比计算值低一些）（2分）（或根据KMnO₄的用量及反应的反应的定量关系）
⑶ A （2分）
⑷生成的Mn²⁺为催化剂，使反应速率变大（2分）
⑸（2～3次实验，酌情给分）（2分）

平行实验编号	Na2C2O4质量 (m)	滴定管起始读数 (mL)	滴定管滴定终点读数 (mL)	消耗KMnO4溶液体积 (mL)
1
2
3

 ⑹一（99.50%）（2分）
⑺FeSO₄·7H₂O会风化，失去部分结晶水（2分）解析:
（1）由于是粗配，不需要用容量瓶，只要用烧杯,量筒这些粗量器即可．
（2）该步要求由根据KMnO₄的用量及反应的反应的定量关系来算Na₂C₂O₄固体用量，现在KMnO₄溶液浓度已知，需要知道它的体积，而体积的最大值就是滴定管的最大容量．
（3）酸性KMnO₄溶液必须用酸式滴定管盛装滴定．
（4）反应速度骤然增大往往是由于催化剂＼或升温＼或加压（对气体参与的反应有效），该题所涉及的反应物产物为非气体，而且是在一定温度下进行的，所以最有可能是催化剂所致
（5）见上图
（６）FeSO₄与KMnO₄反应时分别生成Fe³⁺和Mn²⁺，根据得失电子守恒可知5 FeSO₄～KMnO_4，
n(KMnO₄)= 0.01600_*0.04800="0.0007680mol" , n(FeSO₄·7H₂O)="0.003840mol" , m(FeSO₄·7H₂O)=278_*0.003840="1.068g" ,FeSO₄·7H₂O的含量为1.068/1.073_*100%=99.53%,符合一级品要求。
（7）FeSO₄·7H₂O会风化，失去部分结晶水。