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。