Question

【化学-选修2化学与技术】
绿矾（FeSO₄?7H₂O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分．下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：

已知：室温下饱和H₂S溶液的pH约为3.9，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5．
（1）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是

 

；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是

 

．
（2）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe³⁺的实验操作是

 

 

（3）测定绿矾产品中Fe²⁺含量的方法是：
a．称取3.7200g绿矾产品，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已知KMnO₄酸性溶液与Fe²⁺反应时被还原为Mn²⁺，请写出该反应的离子方程式

 

；
②在滴定实验中不能选择

 

式滴定管，理由是

 

；
③计算上述样品中FeSO₄?7H₂O的质量分数为

 

（用小数表示，保留两位小数）．

Answer 1

考点：硫酸亚铁的制备

专题：实验题

分析：（1）依据流程关系图分析，通入硫化氢制饱和，硫化氢是强还原剂，目的是沉淀锡离子，防止亚铁离子被氧化；在H₂S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸调节溶液PH=2为了除去杂质离子Sn²⁺；
（2）可用KSCN溶液检验铁离子的存在；
（3）①KMnO₄酸性溶液与Fe²⁺反应时被还原为Mn²⁺，Fe²⁺被氧化为Fe³⁺；
②高锰酸钾溶液具有强氧化性能氧化橡胶管，不能用碱式滴定管；
③依据滴定实验的反应终点时发生的反应进行计算．

解答： 解：（1）通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化，已知：在H₂S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2时，Sn²⁺完全沉淀，亚铁离子不沉淀，
故答案为：除去溶液中的Sn²⁺离子，并防止Fe²⁺被氧化；防止Fe²⁺离子生成沉淀；
（2）Fe³⁺遇硫氰酸根离子会反应生成硫氰酸铁血红色，证明Fe³⁺的存在．因此取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液变红，说明含有Fe³⁺，若溶液不变红，说明不含Fe³⁺，
故答案为：取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液变红，说明含有Fe³⁺，若溶液不变红，说明不含Fe³⁺；
（3）①KMnO₄酸性溶液与Fe²⁺反应时被还原为Mn²⁺，Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，离子方程式为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
②高锰酸钾溶液具有强氧化性能氧化橡胶管，不能用碱式滴定管，用酸式滴定管，
故答案为：碱；KMnO₄腐蚀橡胶；
③5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
   5       1
n（Fe²⁺） 0.01000mol/L×0.0200L
计算得到；n（Fe²⁺）=0.001mol；
则250mL溶液中含Fe²⁺=0.001mol×

250

25

=0.01mol；
FeSO₄?7H₂O物质的量为0.01mol，质量=0.01mol×278g/mol=2.78g；
质量分数=

2.78g

3.72g

×100%=0.75．
故答案为：0.75．

点评：本题考查了铁盐亚铁盐的性质应用，分离混合物的实验方法设计和分析判断，滴定实验的分析判断，数据计算，误差分析的方法，题目难度中等．