Question

11．綠礬（FeSO₄•7H₂O）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分．下面是以市售鐵屑（含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法：

查詢資料，得有關(guān)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表：

25℃時	pH值
飽和H2S溶液	3.9
SnS沉淀完全	1.6
FeS開始沉淀	3.0
FeS沉淀完全	5.5

（1）操作Ⅱ中，通入硫化氫至飽和的目的是除去溶液中的Sn²⁺離子；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是防止Fe²⁺離子生成沉淀．
（2）操作Ⅳ的順序依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌．
（3）操作Ⅳ得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌，其目的是：①除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)；②降低洗滌過程中FeSO₄•7H₂O的損耗．
（4）測定綠礬產(chǎn)品中Fe²⁺含量的方法是：a．稱取2.850g綠礬產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；c．用硫酸酸化的0.010 00mol•L^-1 KMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL．
①滴定時盛放KMnO₄溶液的儀器為酸式滴定管（填儀器名稱）．
②判斷此滴定實驗達到終點的方法是滴加最后一滴KMnO₄溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色．
③計算上述樣品中FeSO₄•7H₂O的質(zhì)量分數(shù)為97.54%．

Answer 1

分析 鐵屑加入稀硫酸生成硫酸亞鐵、硫酸錫，過濾后得到濾液，將濾液加入稀硫酸酸化，并通入硫化氫，可生成SnS沉淀并防止亞鐵離子被氧化，過濾后得到濾液為硫酸亞鐵，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾可得到FeSO₄•7H₂O，
（1）依據(jù)流程關(guān)系圖分析，通入硫化氫制飽和，硫化氫是強還原劑，目的是沉淀錫離子，防止亞鐵離子被氧化；在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液PH=2為了除去雜質(zhì)離子Sn²⁺；
（2）操作IV的目的是從濾液中析出綠礬晶體，利用蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶洗滌得到晶體；
（3）操作IV得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌目的是洗去表面雜質(zhì)，溫度降低綠礬溶解度降低，減少綠礬晶體的損失；
（4）①高錳酸鉀溶液具有強氧化性能氧化橡膠管，不能用簡式滴定管；
②利用高錳酸鉀溶液紫紅色指示反應終點；
③依據(jù)滴定實驗的反應終點時發(fā)生的反應為 5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，由消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量可求得亞鐵離子的物質(zhì)的量，即FeSO₄•7H₂O的物質(zhì)的量，由此計算出樣中純FeSO₄•7H₂O的質(zhì)量，進而計算樣品中FeSO₄•7H₂O的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：鐵屑加入稀硫酸生成硫酸亞鐵、硫酸錫，過濾后得到濾液，將濾液加入稀硫酸酸化，并通入硫化氫，可生成SnS沉淀并防止亞鐵離子被氧化，過濾后得到濾液為硫酸亞鐵，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾可得到FeSO₄•7H₂O，
（1）通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強還原性，可以防止亞鐵離子被氧化，已知：在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，沉淀完全時的pH為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時，Sn²⁺完全沉淀，亞鐵離子不沉淀，
故答案為：除去溶液中的Sn²⁺離子；防止Fe²⁺離子生成沉淀；
（2）溶液中得到晶體，需要對溶液進行加熱蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶析出，過濾洗滌等，所以操作IV的順序依次為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，
故答案為：過濾、洗滌；
（3）②冰水溫度低，物質(zhì)溶解度減小，可以洗去沉淀表面的雜質(zhì)離子，避免綠礬溶解帶來的損失，
故答案為：降低洗滌過程中FeSO₄•7H₂O的損耗；
（4）①高錳酸鉀具有強氧化性，可腐蝕橡皮管，應放在酸式滴定管中，
故答案為：酸式滴定管；
②滴定實驗達到終點時，滴加最后一滴KMnO₄溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：滴加最后一滴KMnO₄溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色；
③a．稱取2.8500g綠礬產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL，則
   5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
   5       1
n（Fe²⁺） 0.01000mol/L×0.0200L
計算得到；n（Fe²⁺）=0.001mol；
則250mL溶液中含F(xiàn)e²⁺=0.001mol×$\frac{250}{25}$=0.01mol；
FeSO₄•7H₂O物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量=0.01mol×278g/mol=2.78g；
質(zhì)量分數(shù)=$\frac{2.78g}{2.85g}$×100%=97.54%，
故答案為：97.54%．

點評 本題考查了鐵鹽亞鐵鹽的性質(zhì)應用，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力、實驗能力的考查，題目著重于分離混合物的實驗方法設(shè)計和分析判斷的考查，注意把握滴定實驗的分析判斷，數(shù)據(jù)計算，誤差分析的方法，題目難度中等．