Question

【題目】在測(cè)定某鐵礦石中的含鐵量時(shí)，可準(zhǔn)確稱(chēng)取2.0g鐵礦石溶解在酸溶液里，然后把其中的Fe3+還原成Fe2+，制得100mL待測(cè)液，再取出10mL該待測(cè)液于錐形瓶中，然后用0.020mol·L－1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式如下：Fe2++MnO4－+ 8H+ = 5Fe3++Mn2++4H2O ， 滴定結(jié)果平均消耗KMnO4溶液的體積剛好等于下圖中所示的消耗KMnO4溶液的體積，試回答下列問(wèn)題：

（1）把待測(cè)液中的Fe3+還原成Fe2+，應(yīng)選用下列試劑____________, 充分反應(yīng)再進(jìn)行過(guò)濾洗滌，將洗滌液并入待測(cè)液中。

A.氯水 B. H2O2 C. Fe屑 D. Cu

（2）滴定開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，滴定管中的液面如圖所示，則終點(diǎn)讀數(shù)為______________mL

滴定過(guò)程中，用左手控制滴定管活塞，邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，眼睛應(yīng)注視______________________________，直至滴定終點(diǎn)。判斷到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________

（3）下列操作會(huì)使測(cè)得樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高的是__________

A.滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。

B.錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，就加入待測(cè)液進(jìn)行滴定。

C.記錄測(cè)定結(jié)果時(shí)，滴定前仰視液凹面最低處，滴定到達(dá)終點(diǎn)時(shí)又俯視讀數(shù)。

（4）如果礦石是用鹽酸溶解配制成待測(cè)液，則測(cè)定的結(jié)果礦石中含鐵量______________（填偏高、偏低、無(wú)影響），原因是_________________________________________

（5）礦石中含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 _________________ （已知鐵的原子量為56）

Answer 1

【答案】D 17.20 錐形瓶中溶液的顏色變化 加入最后一滴KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，錐形瓶中溶液的顏色由淺綠色變?yōu)闇\紫色，且保持半分鐘內(nèi)不褪色 A 偏高 KMnO4氧化Cl－,消耗KMnO4的量增多 48.2%

【解析】

（1）把待測(cè)液中的Fe3+還原成Fe2+時(shí)，不能增加溶液中鐵元素的量，否則測(cè)定結(jié)果會(huì)偏高；

（2）由示意圖可知，起始讀數(shù)為0.00mL，終點(diǎn)讀數(shù)為17.20mL；滴定過(guò)程中，用左手控制滴定管活塞，邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，眼睛注視錐形瓶中溶液的顏色變化； KMnO4溶液為紫色，反應(yīng)中MnO4-轉(zhuǎn)變成Mn2+， Fe2+轉(zhuǎn)變成Fe3+，反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)溶液由淺綠色變?yōu)樽仙��?/span>

（3）根據(jù)c（待測(cè)）=c(標(biāo)準(zhǔn))×V(標(biāo)準(zhǔn))/V(待測(cè))分析不當(dāng)操作對(duì)V（標(biāo)準(zhǔn)）×的影響，以此判斷濃度的誤差；

（4）高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣；

（5）根據(jù)關(guān)系式5Fe2+～5Fe2+～MnO4-計(jì)算Fe的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算其質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（1）把待測(cè)液中的Fe3+還原成Fe2+時(shí)，不能增加溶液中鐵元素的量，否則測(cè)定結(jié)果會(huì)偏高，因此加入的還原劑不能是Fe屑，只能是Cu，故答案為：Cu；

（2）由示意圖可知，起始讀數(shù)為0.00mL，終點(diǎn)讀數(shù)為17.20mL；滴定過(guò)程中，用左手控制滴定管活塞，邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，眼睛注視錐形瓶中溶液的顏色變化； KMnO4溶液為紫色，反應(yīng)中MnO4-轉(zhuǎn)變成Mn2+， Fe2+轉(zhuǎn)變成Fe3+，反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)溶液由淺綠色變?yōu)樽仙�，則終點(diǎn)的現(xiàn)象是加入最后一滴KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，錐形瓶中溶液的顏色由淺綠色變?yōu)闇\紫色，且保持半分鐘內(nèi)不褪色，故答案為：17.20；錐形瓶中溶液的顏色變化；加入最后一滴KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，錐形瓶中溶液的顏色由淺綠色變?yōu)闇\紫色，且保持半分鐘內(nèi)不褪色；

（3）A、酸式滴定管未用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗就直接注入KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，標(biāo)準(zhǔn)液的濃度偏小，造成V（標(biāo)準(zhǔn)）偏大，所測(cè)結(jié)果偏高，正確；

B、滴定前盛放待測(cè)液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后，水未倒盡，就加入待測(cè)液，待測(cè)液的物質(zhì)的量不變，對(duì)V（標(biāo)準(zhǔn)）無(wú)影響，對(duì)測(cè)定結(jié)果無(wú)影響，錯(cuò)誤；

C、記錄測(cè)定結(jié)果時(shí)，滴定前仰視液凹面最低處，滴定到達(dá)終點(diǎn)時(shí)又俯視讀數(shù)，造成V（標(biāo)準(zhǔn)）偏小，所測(cè)結(jié)果偏低，錯(cuò)誤；

故選A，故答案為：A；

（4）高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣，如果礦石是用鹽酸溶解配制成待測(cè)液，消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏大，所測(cè)結(jié)果偏高，故答案為：KMnO4氧化Cl－,消耗KMnO4的量增多；

（5）酸性高錳酸鉀溶液氧化Fe2+的離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O，由方程式可得10mL待測(cè)液中n(Fe2+)=5×n(MnO4-)=5×0.020mol·L－1×17.20×10-3L=1.72×10-3 mol, 100mL待測(cè)液中鐵元素的質(zhì)量m(Fe)= 1.72×10-3 mol×10×56g/mol=0.9632g，則礦石中含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9632g/2×100%≈48.2%，故答案為：48.2%。