Question

5．硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O）在醫(yī)藥上常作補(bǔ)血?jiǎng)�，某課外研究小組測(cè)定該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）證明操作Ⅰ濾液中含有Fe²⁺的方法之一是向?yàn)V液中加入NaOH溶液，現(xiàn)象為生成白色沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）寫出步驟Ⅳ中一系列處理的操作步驟：過(guò)濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量．
（3）若實(shí)驗(yàn)無(wú)損耗，則每片補(bǔ)血?jiǎng)┲泻�鐵元素0.07ag．
（4）該小組有些同學(xué)認(rèn)為用酸性KMnO₄溶液滴定也能進(jìn)行鐵元素含量的測(cè)定．
①該實(shí)驗(yàn)原理用離子方程式可表示為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
②實(shí)驗(yàn)前，首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時(shí)需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250mL容量瓶．
③該實(shí)驗(yàn)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
④若取m g該補(bǔ)血?jiǎng)┯?.1mol•L^-1的KMnO₄溶液進(jìn)行滴定，在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中共用去KMnO₄溶液100mL，則該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{2.8}{m}$×100%．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現(xiàn)象用于檢驗(yàn)Fe³⁺存在，證明操作Ⅰ濾液中含有Fe²⁺的方法之一是向?yàn)V液中加入NaOH溶液反應(yīng)生成白色沉淀迅速變化為灰綠色，最后變化為紅褐色；過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子；
（2）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(guò)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；
（3）根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量計(jì)算鐵元素的質(zhì)量．注意ag氧化鐵含有的鐵元素質(zhì)量為10片含有的鐵元素質(zhì)量；
（4）①用酸性KMnO₄溶液滴定也能進(jìn)行鐵元素含量的測(cè)定，是利用高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子定量關(guān)系測(cè)定；
②精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時(shí)需要的儀器除天平、玻棒、燒杯、膠頭滴管，250mL容量瓶；
③KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸不能具有強(qiáng)氧化性氧化Fe²⁺，不能具有強(qiáng)還原性被高錳酸鉀氧化，否則會(huì)影響高錳酸鉀溶液的體積；
④高錳酸鉀為紫色，當(dāng)?shù)味ǖ浇K點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)e²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應(yīng)，依據(jù)離子方程式定量關(guān)系計(jì)算亞鐵離子物質(zhì)的量，得到鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

解答 解：（1）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現(xiàn)象用于檢驗(yàn)Fe³⁺存在，證明操作Ⅰ濾液中含有Fe²⁺的方法之一是向?yàn)V液中加入NaOH溶液，生成白色沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)是亞鐵離子被過(guò)氧化氫氧化生成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：生成白色沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）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(guò)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，
故答案為：洗滌；冷卻；
（3）最后氧化鐵為ag，氧化鐵含有鐵元素的質(zhì)量為$\frac{112}{160}$×ag=0.7ag，故每片補(bǔ)血?jiǎng)┖�鐵元素的質(zhì)量為$\frac{0.7a}{10}$=0.07ag，
故答案為：0.07a；
（4）①用酸性KMnO₄溶液滴定也能進(jìn)行鐵元素含量的測(cè)定，是利用高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子定量關(guān)系測(cè)定，反應(yīng)的離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時(shí)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；
③稀硝酸、濃硝酸具有強(qiáng)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；
④高錳酸鉀為紫色，當(dāng)?shù)味ǖ浇K點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)e²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應(yīng)，依據(jù)離子方程式定量關(guān)系計(jì)算亞鐵離子物質(zhì)的量，得到鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
   5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
   5       1
  n          0.1mol•L^-1 ×0.1L
n=0.05mol
該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.05mol×56g/mol}{mg}$×100%=$\frac{2.8}{m}$×100%；
故答案為：$\frac{2.8}{m}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作的理解、物質(zhì)分離提純、元素化合物性質(zhì)、化學(xué)計(jì)算等、氧化還原滴定應(yīng)用，難度中等，清楚實(shí)驗(yàn)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(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．