Question

鐵是人體必需的微量元素之一，醫(yī)學上常用硫酸亞鐵糖衣片（主要成分為FeSO₄?7H₂O）給貧血病人補鐵，為測定該糖衣片中鐵元素的含量，某實驗小組做了如下實驗：
步驟一：取本品10片，稱量，除去糖衣，研細，用新煮沸過的冷水溶解，過濾，將濾液配制成250mL溶液．
步驟二：取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，使用酸性KMnO₄，溶液滴定至終點．
步驟三：重復步驟一、步驟二．
三次滴定分別消耗0.0010mol/L KMnO₄溶液21.44mL、21.43mL、21.42mL．
請回答下列問題：
（1）配制樣品溶液時把水煮沸的原因是______
（2）酸性KMnO₄溶液與Fe²⁺反應的離子方程式______
（3）上述實驗中所用的KMO₄溶液要進行酸化，用于酸化的酸是______
A．稀硝酸 B．稀硫酸　　C．稀鹽酸　　D．三種都可以
（4）滴定前，______（填儀器名稱）應使用KMnO₄溶液潤洗，滴定時如何判斷已經(jīng)達到終點？______
（5）由上述實驗數(shù)據(jù)，計算每片硫酸亞鐵糖衣片中含有鐵元素為______mg．

Answer 1

解：（1）由于亞鐵離子容易被氧氣氧化，所以配制樣品溶液時把水煮沸，除去溶解在水中的氧氣，故答案為：除去溶解在水中的氧氣；
（2）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，被還原為Mn²⁺，同時生成水，反應離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（3）由于利用高錳酸鉀溶液進行滴定來測量亞鐵離子的含量，加入的酸不能具有氧化性，所以不可以用硝酸；鹽酸中的氯離子具有還原性，能夠被高錳酸鉀氧化，對測定結(jié)果產(chǎn)生影響，所以不可以用鹽酸；故實驗中所用的KMO₄溶液要進行酸化，用于酸化的酸是：B硫酸，
故選B；
（4）由于高錳酸鉀溶液具有氧化性，不能使用堿式滴定管，所以量取高錳酸鉀溶液使用的是酸式滴定管；反應結(jié)束前溶液是無色的，反應結(jié)束時再滴入高錳酸鉀溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，所以滴定終點現(xiàn)象是：滴入最后一滴高錳酸鉀溶液后，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：酸式滴定管；滴入最后一滴高錳酸鉀溶液后，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（5）三次滴定消耗的高錳酸鉀溶液都是有效的，平均體積為：=21.43mL，消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量是：0.02143L×0.0010mol/L=2.143×10^-5mol，
根據(jù)反應：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，可得關(guān)系式：5Fe²⁺～MnO₄^-，n（Fe²⁺）=5n（MnO₄^-）=5×2.143×10^-5mol，250mL溶液中含有的亞鐵離子的物質(zhì)的量是：5×2.143×10^-5mol×=5×2.143×10^-4mol，
10片硫酸亞鐵糖衣片中亞鐵離子的質(zhì)量是：m（Fe²⁺）=56×5×2.143×10^-4g≈0.06g=60mg，每片每片硫酸亞鐵糖衣片中含有鐵元素的質(zhì)量為：=6mg，
故答案為：6．
分析：（1）亞鐵離子具有較強的還原性，容易被氧氣氧化；
（2）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，被還原為Mn²⁺，同時生成水；
（3）用高錳酸鉀溶液滴定，加入的酸不能具有氧化性，不能與高錳酸鉀溶液反應；
（4）高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能夠氧化堿式滴定管的橡膠管；根據(jù)反應的顏色變化判斷滴定終點；
（5）根據(jù)反應方程式找出關(guān)系式，然后計算出三次滴定消耗的高錳酸鉀溶液的平均體積，根據(jù)關(guān)系式計算出每片硫酸亞鐵糖衣片中含有鐵元素質(zhì)量．
點評：本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解、元素化合物性質(zhì)、氧化還原反應滴定、化學計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．