Question

某氧化铁样品中含有少量的FeSO₄杂质。某同学要测定其中铁元素的质量分数，他设计了如下方案进行测定，操作流程为：

请根据流程回答：
（1）操作I中配制溶液时，所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管以外，还必须有         (填仪器名称）。
（2）操作II中必须用到的仪器是        。

A．50mL量筒	B．100mL量筒
C．50mL酸式滴定管	D．50mL碱式滴定管

（3）反应①中，加入足量H₂O₂溶液反应的离子方程式                          。
（4）检验沉淀中SO₄^2－是否冼涤干净的操作                                          
                                                                                  。
（5）将沉淀物加热，冷却至室温，用天平称量坩埚与加热后固体的总质量为b_lg，再次加热并冷却至室温称量其质量为b₂g，若b₁—b₂=0.3，还应进行的操作是                 
                                                              。
（6）若坩埚的质量为42.6g，最终坩埚与加热后同体的总质量为44.8g，则样品中铁元素的质量分数=        (保留一位小数）。
（7）另一同学认为上述方案的实验步骤太繁琐，他认为，只要将样品溶于水后充分搅拌，加热蒸干灼烧称量即可，请你评价他的这个方案是否可行？        。（填“可行”或“不可行”）

Answer 1

（16分）（1）500mL容量瓶（2分）    （2）C（2分）　　
（3）2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O（3分）
（4）取少量最后一次洗涤液于试管中，加入Ba(NO₃)₂（或BaCl₂）溶液，若无白色沉淀，则沉淀洗净（2分）
（5）继续加热，冷却至室温、称量，直至两次连续称量质量差不0.1g（2分）
（6）55.0%（3分）   （7）不可行（2分）

解析试题分析：（1）根据配制一定物质的量浓度溶液的方法可知，配制500.00mL溶液先后需要烧杯、量筒、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管等仪器；（2）量筒的精确度一般为0.1mL，滴定管的精确度一般为0.01mL，Fe₂O₃+3H₂SO₄(过量)=Fe₂(SO₄)₃+3H₂O，硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸的混合溶液显酸性，量取50.00mL酸性溶液应该选择50mL酸式滴定管，故只有C正确；（3）双氧水是常用绿色氧化剂，其目的是将硫酸亚铁氧化为硫酸铁，根据化合价升降总数、电荷总数、原子个数守恒可知：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；（4）H⁺+NH₃?H₂O= H₂O +NH₄⁺、Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe(OH)₃↓+3NH₄⁺，Fe(OH)₃沉淀表面吸附着可溶性的硫酸铵、氨水，由于SO₄^2―+Ba²⁺=BaSO₄↓，因此常用可溶性钡盐溶液检验SO₄^2―是否洗涤干净；（5）2Fe(OH)₃Fe₂O₃+3H₂O，若b₁、b₂几乎相等，说明Fe(OH)₃沉淀几乎完全分解为Fe₂O₃固体，若b₁—b₂=0.3，说明Fe(OH)₃沉淀没有彻底分解，因此需要对盛有Fe(OH)₃沉淀的坩埚进行多次加热、在干燥器中冷却、称量并记录质量，直至称量质量几乎相等；（6）先求氧化铁的质量，m(Fe₂O₃)=44.8g—42.6g=2.2g；再求铁元素的质量，Fe₂O₃=2Fe+3O，则m(Fe)= m(Fe₂O₃)×112/160=（44.8g—42.6g）×112/160；根据铁元素质量守恒可知，50.00mL待测液中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160，则500.00mL待测液中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL；根据铁元素质量守恒可知，28.0g样品中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL；最后求样品中铁元素的质量分数，w(Fe)=" m(Fe)/" m(样品)×100%=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL÷28.0g×100%=55.0%；（7）样品中Fe₂O₃难溶于水，FeSO₄易溶于水，加热能促进FeSO₄水解生成Fe(OH)₂、H₂SO₄，Fe(OH)₂易被氧化为Fe(OH)₃，H₂SO₄难挥发，Fe(OH)₃与H₂SO₄易发生中和反应生成Fe₂(SO₄)₃、H₂O，蒸干灼烧不能使Fe₂(SO₄)₃溶液分解为Fe₂O₃，故该方案不可行。
考点：考查化学实验和工艺流程题，涉及溶液配置、仪器使用、除杂原理、沉淀洗涤、数据处理、实验方案的设计和评价等问题。