Question

铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用．
（1）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：
①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是______、______．
②写出在空气中煅烧FeCO₃的化学方程式______；
③．煅烧如果不充分，产品中将有Fe²⁺ 存在，试设计实验检验产品中有无Fe²⁺．
（2）有些同学认为KMnO₄溶液滴定也能进行铁元素含量的测定．
a．称取2.850g绿矾（FeSO₄?7H₂O）产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL．
①写出酸性KMnO₄溶液与FeSO₄溶液反应的离子方程式______
②计算上述样品中FeSO₄?7H₂O的质量分数为______ 已知M（FeSO₄?7H₂O）=278g/mol]
③滴定达到终点时锥形瓶中溶液颜色变化为______
④下列操作会导致样品中FeSO₄?7H₂O的质量分数的测定结果偏高的有______．
a．未干燥锥形瓶
b．盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗
c． 滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
d．量取待测液，视线注视刻度时开始平视、结束俯视．

Answer 1

解：（1）①分离可溶物和不溶物用过滤，除去固体上的少量可溶性杂质用洗涤，故答案为：过滤；洗涤；
②在空气中煅烧FeCO₃，FeCO₃与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳，故答案为：4FeCO₃+O₂2Fe₂O₃+4CO₂．
③煅烧如果不充分，产品中将有Fe²⁺ 存在，主要是Fe₂O₃和FeCO₃，取样品放入试管中，加入稀硫酸溶解得到溶液，滴入高猛酸钾溶液，若滴入的高锰酸钾溶液褪色证明含有亚铁离子，否则不存在，故答案为：取样品放入试管中，加入稀硫酸溶解得到溶液，滴入高猛酸钾溶液，若滴入的高锰酸钾溶液褪色证明含有亚铁离子，否则不存在；
（2）①高锰酸钾溶液具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，酸性溶液中亚铁离子被高锰酸钾氧化为铁离子，本身被还原为锰离子，酸性KMnO₄溶液与FeSO₄溶液反应的离子方程式：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②依据步骤分析，25ml溶液被高锰酸钾溶液滴定反应，终点时消耗亚铁离子物质的量为：
MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
1 5
0.0200L×0.0100mol/L n（Fe²⁺）
n（Fe²⁺）=0.00100mol；
配制的250ml溶液中含亚铁离子物质的量n=0.01mol；
样品中绿矾的质量分数=×100%=97.5%
故答案为：97.5%
③滴定实验是利用高锰酸钾溶液的颜色变化指示反应终点，所以反应完全后，溶液呈紫红色，故答案为：紫红色
④滴定过程中C（待测）=，
a、锥形瓶未干燥对滴定结果无影响，故a不选；
b、盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗，高锰酸钾溶液变稀，滴定时消耗溶液体积增大，计算结果偏高，故b选；
c、滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡，消耗的高锰酸钾溶液体积偏小，计算结果偏小，故c不选；
d、量取待测液，是用滴定管，视线注视刻度时开始平视正确、结束俯视是液面定刻度，待测液体积读小，计算结果偏小；故d不选；
故选b；
分析：（1）①分离可溶物和不溶物用过滤，除去固体上的少量可溶性杂质用洗涤；
②FeCO₃与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳．
③依据煅烧反应不完全，生成氧化铁中含有碳酸亚铁，可以先加酸溶解，再加入高锰酸钾溶液检验亚铁离子的存在；
（2）①高锰酸钾溶液具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，酸性溶液中亚铁离子被高锰酸钾氧化为铁离子，本身被还原为锰离子，结合电荷守恒，原子守恒配平书写；
②依据元素守恒和氧化还原反应计算得到；
③亚铁离子被氧化为三价铁离子，高锰酸钾溶液做指示剂，溶液呈紫红色；
④依据滴定过程中C（待测）=，操作过程中引起误差需要分析道到标准液的体积变化分析；
点评：本题考查了铁及其化合物性质的分析应用，滴定实验的操作步骤和注意问题，滴定实验的计算应用，误差分析依据，题目难度中等．