Question

I．铁是人体必须的微量元素，绿矾（FeSO₄?7H₂O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成份．
（1）FeSO₄溶液在空气中会因氧化变质产生红褐色沉淀，其发生反应的离子方程式是

 

；实验室在配制FeSO₄溶液时常加入

 

以防止其被氧化，请你设计一个实验证明FeSO₄溶液是否被氧化

 

．
（2）测定绿矾样品含量的实验步骤：
a．称取5.7g样品，溶解，配成250mL溶液
b．量取25mL待测溶液于锥形瓶中
c．用硫酸酸化的0.01mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积为40mL
根据以上步骤回答下列问题：
①用硫酸酸化的KMnO₄滴定终点的标志是

 

．
②计算上述产品中FeSO₄?7H₂O的质量分数为

 

．
II．硫酸亚铁铵（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，常用于代替硫酸亚铁．
（3）硫酸亚铁铵不易被氧化的原因

 

．
（4）为检验分解产物的成份，设计如图实验装置进行实验，加热A中硫酸亚铁铵至分解完全．
①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是

 

．
②装置B中BaC1₂溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO₃气体生成，若含有该气体，观察到的观象为

 

．
③实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生的反应为

 

（用离子方程式表示）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,离子方程式的书写

专题：实验探究和数据处理题

分析：Ⅰ、（1）硫酸亚铁被空气中的氧气氧化为硫酸铁，依据电荷守恒和原子守恒写出离子方程式，为防止硫酸亚铁被氧化，常加入铁粉，证明硫酸亚铁溶液是否被氧化，可以利用生成的铁离子的特征性质，和硫氰酸钾反应生成血红色溶液设计实验证明；
（2）①依据高锰酸钾溶液的颜色来指示反应终点，滴入最后一滴高锰酸钾溶液变化为紫红色，半分钟不褪色说明达到反应终点；
②依据滴定实验的反应终点时发生的反应进行计算，依据铁元素守恒，结合滴定过程的反应离子方程式计算得到；
Ⅱ、（3）硫酸亚铁铵不易被氧化硫酸亚铁铵溶液中铵根离子水解显酸性，氢离子浓度增大，抑制氧化还原反应的发生；
（4）①依据实验测定过程分析，通入氮气可以使分解生成的气体全部赶到装置BC中完全吸收；
②三氧化硫和氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀；
③装置C中通入二氧化硫和过氧化氢发生氧化还原反应，生成硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀．

解答： 解：Ⅰ、（1）FeSO₄溶液在空气中会因氧化变质产生红褐色沉淀，其发生反应的离子方程式是：12Fe²⁺+3O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+8Fe³⁺；实验室在配制FeSO₄溶液时常加入铁粉防止亚铁离子被氧化，实验证明FeSO₄溶液是否被氧化，利用氧化生成的铁离子的特征性质设计实验验证，取少量溶液与试管中，滴加几滴硫氰酸钾溶液，若变红色证明硫酸亚铁已被氧化，若未变红色证明硫酸亚铁未被氧化，
故答案为：12Fe²⁺+3O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+8Fe³⁺；铁粉；取少量溶液与试管中，滴加几滴硫氰酸钾溶液，若变红色证明硫酸亚铁已被氧化，若未变红色证明硫酸亚铁未被氧化；
（2）①依据高锰酸钾溶液的颜色来指示反应终点，滴入最后一滴高锰酸钾溶液变化为紫红色，半分钟不褪色说明达到反应终点，
故答案为：当滴入最后一滴高锰酸钾溶液变化为紫红色，半分钟不褪色说明达到反应终点；
②a．称取5.7g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/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为40.00mL；依据反应方程式进行计算：
   5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
   5       1
n（Fe²⁺） 0.01000mol/L×0.0400L
计算得到；n（Fe²⁺）=0.002mol；
则250mL溶液中含Fe²⁺=0.002mol×

250

25

=0.02mol；
FeSO₄?7H₂O物质的量为0.02mol，质量=0.02mol×278g/mol=5.56g；
质量分数=

5.56g

5.7g

×100%=97.54%，故答案为：97.54%；
Ⅱ、（3）硫酸亚铁铵不易被氧化的原因是因为溶液中铵根离子水解显酸性，氢离子浓度增大，抑制氧化还原反应的发生，
故答案为：溶液中铵根离子水解显酸性，氢离子浓度增大，抑制氧化还原反应的发生；
（4）①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气目的是使分解生成的 气体在BC装置中完全吸收，
故答案为：使分解生成的气体在BC装置中完全吸收；
②装置B中BaC1₂溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO₃气体生成，若含有该气体，会生成硫酸钡白色沉淀，观察到的观象为溶液变浑浊，
故答案为；溶液变浑浊；
③装置C中通入二氧化硫和过氧化氢发生氧化还原反应，生成硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为：SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺，
故答案为：SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺．

点评：本题考查了物质存在和性质的实验探究方法和实验设计判断，氧化还原反应和盐类水解的分析应用是解题关键，题目难度中等．