Question

鐵及其化合物在生產和生活中有著廣泛的應用．
（1）氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：

回答下列問題：
①操作Ⅰ、Ⅱ的名稱分別是______、______．
②寫出在空氣中煅燒FeCO₃的化學方程式______；
③．煅燒如果不充分，產品中將有Fe²⁺ 存在，試設計實驗檢驗產品中有無Fe²⁺．
（2）有些同學認為KMnO₄溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定．
a．稱取2.850g綠礬（FeSO₄?7H₂O）產品，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/LKMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL．
①寫出酸性KMnO₄溶液與FeSO₄溶液反應的離子方程式______
②計算上述樣品中FeSO₄?7H₂O的質量分數(shù)為______ 已知M（FeSO₄?7H₂O）=278g/mol]
③滴定達到終點時錐形瓶中溶液顏色變化為______
④下列操作會導致樣品中FeSO₄?7H₂O的質量分數(shù)的測定結果偏高的有______．
a．未干燥錐形瓶
b．盛裝標準液的滴定管沒有用標準液潤洗
c． 滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡
d．量取待測液，視線注視刻度時開始平視、結束俯視．

Answer 1

解：（1）①分離可溶物和不溶物用過濾，除去固體上的少量可溶性雜質用洗滌，故答案為：過濾；洗滌；
②在空氣中煅燒FeCO₃，F(xiàn)eCO₃與氧氣反應生成三氧化二鐵和二氧化碳，故答案為：4FeCO₃+O₂2Fe₂O₃+4CO₂．
③煅燒如果不充分，產品中將有Fe²⁺ 存在，主要是Fe₂O₃和FeCO₃，取樣品放入試管中，加入稀硫酸溶解得到溶液，滴入高猛酸鉀溶液，若滴入的高錳酸鉀溶液褪色證明含有亞鐵離子，否則不存在，故答案為：取樣品放入試管中，加入稀硫酸溶解得到溶液，滴入高猛酸鉀溶液，若滴入的高錳酸鉀溶液褪色證明含有亞鐵離子，否則不存在；
（2）①高錳酸鉀溶液具有強氧化性，亞鐵離子具有還原性，酸性溶液中亞鐵離子被高錳酸鉀氧化為鐵離子，本身被還原為錳離子，酸性KMnO₄溶液與FeSO₄溶液反應的離子方程式：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②依據(jù)步驟分析，25ml溶液被高錳酸鉀溶液滴定反應，終點時消耗亞鐵離子物質的量為：
MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
1 5
0.0200L×0.0100mol/L n（Fe²⁺）
n（Fe²⁺）=0.00100mol；
配制的250ml溶液中含亞鐵離子物質的量n=0.01mol；
樣品中綠礬的質量分數(shù)=×100%=97.5%
故答案為：97.5%
③滴定實驗是利用高錳酸鉀溶液的顏色變化指示反應終點，所以反應完全后，溶液呈紫紅色，故答案為：紫紅色
④滴定過程中C（待測）=，
a、錐形瓶未干燥對滴定結果無影響，故a不選；
b、盛裝標準液的滴定管沒有用標準液潤洗，高錳酸鉀溶液變稀，滴定時消耗溶液體積增大，計算結果偏高，故b選；
c、滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡，消耗的高錳酸鉀溶液體積偏小，計算結果偏小，故c不選；
d、量取待測液，是用滴定管，視線注視刻度時開始平視正確、結束俯視是液面定刻度，待測液體積讀小，計算結果偏��；故d不選；
故選b；
分析：（1）①分離可溶物和不溶物用過濾，除去固體上的少量可溶性雜質用洗滌；
②FeCO₃與氧氣反應生成三氧化二鐵和二氧化碳．
③依據(jù)煅燒反應不完全，生成氧化鐵中含有碳酸亞鐵，可以先加酸溶解，再加入高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子的存在；
（2）①高錳酸鉀溶液具有強氧化性，亞鐵離子具有還原性，酸性溶液中亞鐵離子被高錳酸鉀氧化為鐵離子，本身被還原為錳離子，結合電荷守恒，原子守恒配平書寫；
②依據(jù)元素守恒和氧化還原反應計算得到；
③亞鐵離子被氧化為三價鐵離子，高錳酸鉀溶液做指示劑，溶液呈紫紅色；
④依據(jù)滴定過程中C（待測）=，操作過程中引起誤差需要分析道到標準液的體積變化分析；
點評：本題考查了鐵及其化合物性質的分析應用，滴定實驗的操作步驟和注意問題，滴定實驗的計算應用，誤差分析依據(jù)，題目難度中等．