Question

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（ FeSO₄?7H₂O）的一種方法．

查資料知道數(shù)據(jù)如下表：

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

（1）寫出生成濾渣2的離子反應(yīng)方程式

 

．
（2）配制FeSO₄溶液時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)及原因是

 

．
（3）分離出濾渣2，用稀硫酸酸化的pH范圍是

 

．
（4）稱取2.850g綠礬產(chǎn)品配成250mL溶液，然后用滴定法則定其質(zhì)量分?jǐn)?shù)．如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的滴定方式，其中合理的是

 

（填序號(hào)），到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是

 

．
若取25.00mL溶液置于錐形瓶中，當(dāng)用0.0100mol?L^-1酸性KMnO₄溶液滴定時(shí)（MnO₄^-被還原為Mn²⁺），消耗的平均體積為20.00mL．樣品中FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

[M（FeSO₄?7H₂O）=278]．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：鐵屑（含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì)），加入稀硫酸溶解過濾，得到濾液加入稀硫酸酸化，通H₂S至飽和，防止亞鐵離子被氧化，冷卻過濾得到，濾渣為SnS，濾液為硫酸亞鐵溶液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到硫酸亞鐵晶體；
（1）濾渣2為SnS；
（2）配制FeSO₄溶液時(shí)應(yīng)該防止亞鐵離子被氧化，亞鐵離子水解變渾濁分析；
（3）依據(jù)流程關(guān)系圖分析，通入硫化氫制飽和，硫化氫是強(qiáng)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(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液PH=1.6-2，為了除去雜質(zhì)離子Sn²⁺；
（4）酸性溶液或影響溶液應(yīng)在酸式滴定管中，滴定實(shí)驗(yàn)過程中判斷終點(diǎn)的方法是高錳酸鉀溶液的紫紅色半分鐘不變；依據(jù)亞鐵離子被高錳酸鉀溶液氧化反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算；

解答： 解：鐵屑（含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì)），加入稀硫酸溶解過濾，得到濾液加入稀硫酸酸化，通H₂S至飽和，防止亞鐵離子被氧化，冷卻過濾得到，濾渣為SnS，濾液為硫酸亞鐵溶液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到硫酸亞鐵晶體；
（1）上述分析可知濾渣2為SnS，生成濾渣2的離子反應(yīng)方程式為：Sn²⁺+H₂S=SnS↓+2H⁺；
故答案為：Sn²⁺+H₂S=SnS↓+2H⁺；
（2）配制FeSO₄溶液時(shí)應(yīng)該防止亞鐵離子被氧化，亞鐵離子水解變渾濁分析，加入鐵粉和稀鹽酸，防止亞鐵離子被氧化，抑制亞鐵離子水解；
故答案為：加入鐵粉和稀鹽酸，防止亞鐵離子被氧化，抑制亞鐵離子水解；
（3）依據(jù)流程關(guān)系圖分析，通入硫化氫制飽和，硫化氫是強(qiáng)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(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液PH=1.6-2，為了除去雜質(zhì)離子Sn²⁺；
故答案為：1.6-2；
（4）酸性溶液或影響溶液應(yīng)在酸式滴定管中，所以應(yīng)選擇B裝置滴定實(shí)驗(yàn)，到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液呈紫紅色，且半分鐘不褪色證明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)；依據(jù)亞鐵離子被高錳酸鉀溶液氧化反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算；
    5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
    5       1
  n （Fe²⁺）   0.0100mol/L×0.020L
n=0.001mol
250ml中含有FeSO₄?7H₂O物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.01mol×278g/mol

2.850g

×100%=97.5%；
故答案為：B、滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液呈紫紅色，且半分鐘不褪色證明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)，97.5%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)分離和提純的分析判斷，滴定實(shí)驗(yàn)的理解應(yīng)用和計(jì)算分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．