Question

7．某硫酸鐵固體中含有少量Fe、Al₂O₃等雜質(zhì)．要測定樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，現(xiàn)稱取wg樣品，按以下操作配成100mL溶液后，再按如下流程進行實驗：

（1）操作A所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須有100mL容量瓶、膠頭滴管（填儀器名稱）．
（2）向20mL溶液中先加入H₂O₂的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；再加入過量燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有H⁺+OH^-=H₂O，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃ ↓，Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（3）簡述如何判斷沉淀是否已經(jīng)洗滌干凈？取少量最后一次洗出液，滴加BaSO₄溶液，若無沉淀生成，則證明洗滌干凈．
（4）沉淀的灼燒過程應(yīng)在坩堝（填儀器名稱）中進行．若灼燒后固體質(zhì)量為xg，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{7x}{2w}$×100%．

Answer 1

分析 某硫酸鐵固體中含有少量Fe、Al₂O₃等雜質(zhì)，在稀硫酸和水中溶解在100ml容量瓶中配制，溶液中含鐵離子、亞鐵離子、鋁離子、硫酸根離子等，操作B為量取20.00ml溶液，加入過氧化氫是氧化亞鐵離子生成鐵離子，再加入過量的氫氧化鈉溶液沉淀鐵離子，鋁離子生成偏鋁酸鈉溶液，過濾得到氫氧化鐵沉淀，在坩堝中灼燒得到紅棕色固體為氧化鐵，
（1）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需要的儀器有：量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、一定規(guī)格的容量瓶；
（2）分析可知過氧化氫是氧化亞鐵離子生成鐵離子，加入過量氫氧化鈉溶液是沉淀鐵離子，除去鋁離子；
（3）根據(jù)取少量最后一次洗出液，滴加BaSO₄溶液，若無沉淀生成，則證明洗滌干凈；
（4）固體灼燒在坩堝中，若灼燒后固體質(zhì)量為xg，結(jié)合元素守恒計算樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）因配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需要的儀器有：量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、一定規(guī)格的容量瓶；
故答案：100mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）分析可知過氧化氫是氧化亞鐵離子生成鐵離子，向20mL溶液中先加入H₂O₂的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，加入過量氫氧化鈉溶液是沉淀鐵離子，除去鋁離子，再加入過量燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有：H⁺+OH^-=H₂O，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃ ↓，Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；H⁺+OH^-=H₂O，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃ ↓，Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）最后一次洗出液中若無硫酸根離子，則已經(jīng)洗滌干凈，所以操作方法為：取少量最后一次洗出液，滴加BaSO₄溶液，若無沉淀生成，則證明洗滌干凈，
故答案為：取少量最后一次洗出液，滴加BaSO₄溶液，若無沉淀生成，則證明洗滌干凈；
（4）沉淀的灼燒過程應(yīng)在坩堝中進行，若灼燒后固體質(zhì)量為xg，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{xg}{160g/mol}×2×56g/mol×\frac{100ml}{20ml}}{wg}$×100%=$\frac{7x}{2w}$×100%，
故答案為：坩堝；$\frac{7x}{2w}$×100%．

點評 本題主要考查了鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定，同時考查了實驗知識，主要是實驗測定，滴定實驗步驟分析應(yīng)用，題目難度中等，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．