Question

绿矾晶体（FeSO₄·7H₂O，M=278g/mol）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。实验室利用硫酸厂的烧渣（主要成分为Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂），制备绿矾的过程如下：

试回答：

（1）操作Ⅰ为              （填写操作名称）。

（2） 试剂Y与溶液X反应的离子方程式为                                    。

（3）检验所得绿矾晶体中含有Fe²⁺的实验操作是                                 。

（4）操作Ⅲ的顺序依次为：                、冷却结晶、过滤  、           、干燥。

（5）某同学用酸性KMnO₄溶液测定绿矾产品中Fe²⁺含量：

a.称取11.5g绿矾产品，溶解，配制成1000mL溶液；

b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；

c.用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL。

①步骤a配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外，还需             。

②该同学设计的下列滴定方式，最合理的是             (夹持部分略去)(填字母序号)。

③滴定时发生反应的离子方程式为：                                        。

④判断此滴定实验达到终点的方法是                              ；若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视KMnO₄溶液液面，其它操作均正确，则使测定结果         （填“偏高”“偏低”“无影响”）。

⑤计算上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为                 。

 

Answer 1

【答案】

（18分）

（1）过滤（1分） （2分）

（2）Fe+2Fe³⁺= 3Fe²⁺  Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑（各2分）

（3）将少许所得晶体放入KSCN溶液不变色，再向溶液中加入氯水变成红色。（2分）（或其它合理答案）

（4）蒸发浓缩、洗涤（各1分）

（5）①1000mL容量瓶 （1分）

②b（1分）

③ 5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂0（2分）

④滴加最后一滴KMnO₄溶液时，溶液变成紫色且半分钟不再褪色（2分）偏低（1分）

⑤96.7%

【解析】

试题分析：⑴烧渣与H₂SO₄和O₂反应后，形成了固体和溶液，所以操作Ⅰ为过滤，答案：过滤；⑵Y为Fe₂(SO₄)₃ 和过量H₂SO₄，要加Fe将它们转化成FeSO₄，反应为：Fe+2Fe³⁺= 3Fe²⁺  Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，答案：Fe+2Fe³⁺= 3Fe²⁺  Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；

⑶检验所得绿矾晶体中含有Fe²⁺的实验操作是：先检验溶液中无Fe^3＋ ，然后，再将Fe^2＋ 氧化成Fe^3＋ ，用KSCN溶液检验，答案：将少许所得晶体放入KSCN溶液不变色，再向溶液中加入氯水变成红色。

⑷从FeSO₄的水溶液中获得晶体：蒸发浓缩，结晶析出，过滤洗涤，洗涤、干燥，答案：蒸发浓缩、洗涤；

⑸①配制成1000mL溶液，还需要用1000mL容量瓶，答案：1000mL容量瓶；②酸性高锰酸钾具有强氧化性，可以发生橡皮管，应盛放在酸式滴定管内，硫酸亚铁溶液呈酸性，应盛放在酸式滴定管内，故b最合适；故答案为：b；③酸性高锰酸钾具有强氧化性，将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，被还原为Mn^2＋，同时生成水，反应离子方程式为5Fe^2＋+MnO₄^－+8H^＋=5Fe^3＋+Mn^2＋+4H₂O；故答案为：5Fe^2＋+MnO₄^－+8H^＋=5Fe^3＋+Mn^2＋+4H₂O；④该实验是氧化还原滴定，终点时KMnO₄溶液恰好过量一滴，溶液会显紫红色，30秒内不变色，不需要外加指示剂，在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视KMnO₄溶液液面，则所得消耗酸性KMnO₄溶液的体积偏小，所测得的Fe^2＋ 的含量低，故答案为：溶液由无色变为紫红色，30秒内不变色；偏低；

⑤用硫酸酸化的0.01000mol·L^－1 KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL；依据反应方程式减小计算：

5Fe^2＋+MnO₄^－+8H^＋═5Fe^3＋+Mn^2＋+4H₂O

5        1

n（Fe^2＋）  0.01000mol·L^－1×0.0200L

计算得到；n（Fe^2＋）=0.001mol；

则1000mL溶液中含Fe^2＋=0.001mol×1000/25=0.04mol；

FeSO₄·7H₂O物质的量为0.04mol，质量=0.04mol×278g·mol^－1=11.12g；

质量分数=×100%=96.70%；

故答案为：96.70%；

考点：硫酸亚铁的制备