Question

9．硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O）在醫(yī)藥上作補血劑．某課外小組測定該補血劑中鐵元素的含量．實驗步驟如下：

請回答下列問題：
（1）證明步驟①濾液中含有Fe²⁺的方法是先滴加KSCN溶液，再滴加，該過程的現(xiàn)象為：溶液開始不變色，后變?yōu)檠�紅色．
（2）步驟②加入過量H₂O₂的目的是將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺．
（3）步驟③中反應的離子方程式Fe³⁺+3NH₃•H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（4）步驟④中一系列處理的操作步驟：過濾、洗滌、干燥、灼燒、稱量．
（5）若實驗無損耗，則每片補血劑含鐵元素的質量0.07ag．
（6）該小組有些同學認為將KMnO₄溶液滴入濾液也能進行鐵元素含量的測定．
（5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺→5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）
①實驗前，首先要精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250mL容量瓶
②上述實驗中的KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是B．
A．稀硝酸   B．稀硫酸   C．稀鹽酸   D．濃硝酸
③恰好反應完時的溶液顏色為紫色．
（7）正常人每天應補充14mg左右的鐵，如果全部通過服用含F(xiàn)eSO₄•7H₂O的片劑來補充鐵，則正常人每天服用69.5mgFeSO₄•7H₂O的片劑．

Answer 1

分析 由流程圖可知，該實驗原理為：將藥品中的Fe²⁺形成溶液，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，再轉化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質量，計算補血劑中鐵元素的含量．
（1）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現(xiàn)象用于檢驗Fe³⁺存在，可以加入氧化劑將Fe²⁺氧化為Fe³⁺．檢驗Fe²⁺可以先滴加KSCN溶液，溶液不變色，再滴加氯水或雙氧水，溶液變?yōu)檠�紅色，說明含有Fe²⁺；
（2）由流程圖可知，該實驗原理為：將藥品中的Fe²⁺形成溶液，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，再轉化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質量，計算補血劑中鐵元素的含量．步驟②加入過量H₂O₂的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（3）步驟③是將Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，試劑X可以是氫氧化鈉或氨水等；
（4）步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉化為氧化鐵，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量；
（5）根據(jù)氧化鐵的質量計算鐵元素的質量．注意ag氧化鐵含有的鐵元素質量為10片含有的鐵元素質量；
（6）①精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻棒、燒杯、膠頭滴管，250mL容量瓶；
②KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸不能具有強氧化性氧化Fe²⁺，不能具有強還原性被高錳酸鉀氧化，否則會影響高錳酸鉀溶液的體積；
③高錳酸鉀為紫色，當?shù)味ǖ浇K點時，F(xiàn)e²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應，溶液的顏色為紫色；
（7）根據(jù)一定質量的化合物中組成元素的質量=化合物的質量×該元素的質量分數(shù)，由FeSO₄•7H₂O中鐵元素的質量分數(shù)及14mg左右的鐵計算FeSO₄•7H₂O的質量；

解答 解：由流程圖可知，該實驗原理為：將藥品中的Fe²⁺形成溶液，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，再轉化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質量，計算補血劑中鐵元素的含量．
（1）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現(xiàn)象用于檢驗Fe³⁺存在，可以加入氧化劑將Fe²⁺氧化為Fe³⁺檢驗Fe²⁺，可以先滴加KSCN溶液，溶液不變色，加入氯水（或雙氧水、稀硝酸），發(fā)生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，溶液變?yōu)檠�紅色，發(fā)生Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，說明含有Fe²⁺，
故答案為：氯水（或雙氧水、稀硝酸）；溶液開始不變色，后變?yōu)檠�紅色；
（2）雙氧水具有氧化性，酸性條件下能將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺，2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺；
（3）步驟③是將Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，加入氨水，反應離子方程式為Fe³⁺+3NH₃•H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Fe³⁺+3NH₃•H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉化為氧化鐵，需要過濾、洗滌、干燥得到氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質量，
故答案為：洗滌、干燥；
（5）ag氧化鐵中鐵元素的質量即為10片補血劑中鐵的質量，所以每片補血劑含鐵元素的質量$\frac{ag×\frac{112}{160}}{10}$=0.07ag，故答案為：0.07a；
（6）①精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻棒、燒杯、膠頭滴管，250mL容量瓶，故答案為：250mL容量瓶；
②稀硝酸、濃硝酸具有強氧化性，含有氧化Fe²⁺，高錳酸鉀可以氧化HCl為氯氣，故選硫酸酸化，故選B，
故答案為：B；
③高錳酸鉀為紫色，當?shù)味ǖ浇K點時，F(xiàn)e²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應，溶液的顏色為紫色，
故答案為：紫；
（7）正常人每天應補充14mg左右的鐵，則每天約需要服用含F(xiàn)eSO₄•7H₂O的質量=$\frac{14mg}{\frac{56}{278}×100%}$×100%=69.5mg，
故答案為：69.5mg；

點評 本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解、物質分離提純、元素化合物性質、化學計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．