Question

20．硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O）在醫(yī)藥上作補(bǔ)血劑．某課外小組測定該補(bǔ)血劑中鐵元素的含量．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

請回答下列問題：
（1）證明步驟①濾液中含有Fe²⁺的方法先滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水，該過程的現(xiàn)象為：先無明顯變化，滴加新制氯水后溶液變?yōu)檠�紅色
（2）步驟②加入過量H₂O₂的目的（用離子方程式表示）：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（3）步驟③中反應(yīng)的離子方程式：Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（4）實(shí)際上向?yàn)V液中直接滴加X溶液最終也會生成紅褐色濁液，此過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為（用化學(xué)方程式表達(dá)）4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（5）步驟④中最終得到a克紅棕色粉末，則一系列處理的操作步驟：過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量．
（6）若實(shí)驗(yàn)無損耗，則每片補(bǔ)血劑含鐵元素的質(zhì)量0.07ag．
（7）正常人每天應(yīng)補(bǔ)充14mg左右的鐵，如果全部通過服用含F(xiàn)eSO₄•7H2O的片劑來補(bǔ)充鐵，則正常人每天服需用含69.5mgFeSO₄•7H₂O的片劑．

Answer 1

分析 由流程圖可知，該實(shí)驗(yàn)原理為：將藥品中的Fe²⁺形成溶液，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，再轉(zhuǎn)化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質(zhì)量，計(jì)算補(bǔ)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(yàn)Fe³⁺存在，可以加入氧化劑氯水將Fe²⁺氧化為Fe³⁺．檢驗(yàn)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）雙氧水具有氧化性，酸性條件下能將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺，同時(shí)生成水．
（3）步驟③是將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，加入試劑X為氫氧化鈉溶液或氨水；
（4）實(shí)際上向?yàn)V液中直接滴加X溶液最終也會生成紅褐色濁液，是利用亞鐵離子沉淀生成氫氧化亞鐵，在空氣中被氧氣氧化生成紅褐色沉淀氫氧化鐵，此過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵；
（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；
（6）根據(jù)鐵元素守恒可知ag氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量即為10片補(bǔ)血劑中鐵的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算．
（7）根據(jù)鐵元素守恒可知16.8mg鐵即為FeSO₄•7H₂O片劑中鐵的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)式中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算來求算FeSO₄•7H₂O的片劑的質(zhì)量．

解答 解：（1）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現(xiàn)象用于檢驗(yàn)Fe³⁺存在，可以加入氧化劑氯水將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，檢驗(yàn)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⁺，
故答案為：先滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水或雙氧水；先無明顯變化，滴加新制氯水或雙氧水后溶液變?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⁺，同時(shí)生成水，反應(yīng)離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（3）步驟③是將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，加入X為氫氧化鈉溶液或氨水，反應(yīng)離子方程式為：Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）實(shí)際上向?yàn)V液中直接滴加X溶液最終也會生成紅褐色濁液，是利用亞鐵離子沉淀生成氫氧化亞鐵，在空氣中被氧氣氧化生成紅褐色沉淀氫氧化鐵，此過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（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，
故答案為：過濾；灼燒；
（6）ag氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量即為10片補(bǔ)血劑中鐵的質(zhì)量，所以每片補(bǔ)血劑含鐵元素的質(zhì)量$\frac{ag×\frac{112}{160}}{10}$=0.07ag，
故答案為：0.07a；
（7）14mg鐵即為FeSO₄•7H₂O片劑中鐵的質(zhì)量，所以需要FeSO₄•7H₂O片劑質(zhì)量為（$\frac{14}{56}$×278）mg=69.5mg，
故答案為：69.5．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對實(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)、氧化還原滴定應(yīng)用、化學(xué)計(jì)算等，題目難度中等，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)知識與綜合運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力．