Question

Ⅰ：硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)在醫(yī)藥上作補(bǔ)血劑。為測定補(bǔ)血劑中鐵元素的含量，某化學(xué)興趣小組設(shè)計了兩套實(shí)驗方案：

方案一　滴定法　用酸性KMnO4溶液滴定測定鐵元素的含量。

反應(yīng)原理：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O

(1)實(shí)驗前，首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250 mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需___________(填儀器名稱)。

(2)上述實(shí)驗中KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是________。

A．稀硫酸　　B．濃硝酸　　C．稀硝酸　　D．稀鹽酸

(3)某同學(xué)設(shè)計的下列滴定方式中，最合理的是________(夾持部分略去)(填字母序號)。

方案二　重量法　操作流程如下：

(4) 步驟②是否可以省略，其理由是______________________________________________。

(5)步驟④中一系列操作依次是：過濾、洗滌、________、冷卻、稱量。

II：硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]為淺綠色晶體，易溶于水，不溶于酒精，在水中的溶解度比FeSO4或(NH4)2SO4都要小。實(shí)驗室中常以廢鐵屑為原料來制備，其步驟如下：

圖1

步驟1：鐵屑的處理。將廢鐵屑放入熱的碳酸鈉溶液中浸泡幾分鐘后，用圖1所示方法分離出固體并洗滌、干燥。

步驟2：FeSO4溶液的制備。將處理好的鐵屑放入錐形瓶，加入過量的3 mol·L－1H2SO4溶液，加熱至充分反應(yīng)為止。趁熱過濾(如圖2所示)，收集濾液和洗滌液。

圖2

步驟3：硫酸亞鐵銨的制備。向所得FeSO4溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液，經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、乙醇洗滌后得到硫酸亞鐵銨晶體。

請回答下列問題：

(1)步驟1中圖1分離方法稱為________法。

(2)步驟2中有一處明顯不合理的是______________________________________________

趁熱過濾的理由是________________________________________________。

(3)步驟3加熱濃縮過程中，當(dāng)______________________________________時停止加熱。用無水乙醇洗滌晶體的原因是_______________________________________。

Answer 1

【知識點(diǎn)】探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量、鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變

【答案解析】Ⅰ：（1）250 mL容量瓶  （2）A     （3）B     （4）不能 ，F(xiàn)e2+與堿反應(yīng)后不能保證Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，加熱不能得到純凈的Fe2O3，故無法準(zhǔn)確計算Fe的含量；  （5）灼燒

II：（1）傾析法  （2）應(yīng)該鐵屑過量，否則溶液中可能有Fe3+存在；減少溶質(zhì)損失；

（3）濃縮至液體表面出現(xiàn)晶膜；硫酸亞鐵銨晶體不溶于乙醇，乙醇可以除去其表面的水分；

 解析：Ⅰ：（1）精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250mL，配制時需要的儀器有天平、藥匙、玻棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶，注意容量瓶的量程；

硝酸也具有氧化性，干擾實(shí)驗，鹽酸中的氯離子會被KMnO4溶液氧化，所以用于酸化的酸應(yīng)該是稀硫酸；

標(biāo)準(zhǔn)液用滴定管裝，待測液盛在錐形瓶中，酸性高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)盛放在酸式滴定管內(nèi)，故B最合適；

Fe2+與堿反應(yīng)后不能保證Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，加熱不能得到純凈的Fe2O3，故無法準(zhǔn)確計算Fe的含量，故步驟②不能省略；

（5）步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉(zhuǎn)化為氧化鐵，需要過濾、洗滌的氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質(zhì)量；

II：（1）步驟1中圖1分離方法稱為傾析法；

步驟2中加入過量鐵粉防止Fe2+被氧化為Fe3+．溶液趁熱過濾防止溶液冷卻時，硫酸亞鐵因析出而損失；

（3）加入（NH4）2SO4固體后，溶液表面出現(xiàn)晶膜時，停止加熱，采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過減壓過濾（或抽濾）等得到較為干燥的晶體，硫酸亞鐵銨晶體不溶于乙醇，可以用乙醇洗去晶體表面的水；
【思路點(diǎn)撥】本題考查學(xué)生對實(shí)驗原理與實(shí)驗操作的理解、物質(zhì)分離提純、元素化合物性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)滴定等，難度中等，清楚實(shí)驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與綜合運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力。