Question

19．硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O）在醫(yī)藥上作補血劑．為測定補血劑中鐵元素的含量，某化學(xué)興趣小組設(shè)計了兩套實驗方案
方案一 滴定法：用酸性KMnO₄溶液滴定，測定鐵元素的含量
（1）寫出該滴定反應(yīng)的離子方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
（2）某同學(xué)設(shè)計的下列滴定方式中，最合理的是B（夾持部分略去）（填字母序號）

（3）實驗前，首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、藥匙、燒杯、膠頭滴管外，還需250mL容量瓶、玻璃棒（填儀器名稱）．
在溶液配制過程中，下列操作會導(dǎo)致配制結(jié)果偏低的是cd（填寫代號）．
a．定容時，俯視容量瓶刻度線
b．容量瓶在使用前內(nèi)有少量蒸餾水
c．轉(zhuǎn)移溶液后的燒杯、玻璃棒未洗滌
d．定容后搖勻，發(fā)現(xiàn)液面降低，又補加少量水，重新達到刻度線
（4）上述實驗中KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是b．
a．濃鹽酸           b．稀硫酸           c．稀硝酸          d．濃硫酸
方案二 稱量法：操作流程如下：

（5）寫出步驟②中H₂O₂氧化Fe²⁺ 的離子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2 H⁺=2Fe³⁺+2 H₂O．
步驟②中除用H₂O₂外還可以使用的物質(zhì)是氯水
步驟②是否可以省略否，理由是Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準確計算Fe的含量．
（6）步驟④一系列操作依次是：過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量．
（7）假設(shè)實驗無損耗，則每片補血劑含鐵元素的質(zhì)量0.07ag（用含a的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 方案一：（1）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，被還原為Mn²⁺，同時生成水；
（2）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)盛放在酸式滴定管內(nèi)，硫酸亞鐵溶液呈酸性，應(yīng)盛放在酸式滴定管內(nèi)；
（3）精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器有天平、藥匙、玻棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶；根據(jù)c=$\frac{n}{V}$可得，一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的誤差都是由溶質(zhì)的物質(zhì)的量n和溶液的體積V引起的，誤差分析時，關(guān)鍵要看配制過程中引起n和V怎樣的變化：若n比理論值小，或V比理論值大時，都會使所配溶液濃度偏�。蝗鬾比理論值大，或V比理論值小時，都會使所配溶液濃度偏大；
（4）酸化KMnO₄溶液的酸本身不能具有還原性，如果有還原要被高錳酸鉀氧化，本身也不能具有強氧化性，所以只能選硫酸；
方案二：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(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，計算補血劑中鐵元素的含量．
（5）步驟②加入H₂O₂將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺，本身被還原成水，據(jù)此書寫離子方程式；
步驟②加入有強氧化性試劑，能將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺就好；
Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準確計算Fe的含量；
（6）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；
（7）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片補血劑中鐵的質(zhì)量，據(jù)此計算．

解答 解：方案一：（1）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，被還原為Mn²⁺，同時生成水，反應(yīng)離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（2）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)盛放在酸式滴定管內(nèi)，硫酸亞鐵溶液呈酸性，應(yīng)盛放在酸式滴定管內(nèi)，故B最合適；
故答案為：B；
（3）精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器有天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶；
a．定容時，俯視容量瓶刻度線，導(dǎo)致溶液體積偏小，溶液濃度偏高；
b．容量瓶在使用前內(nèi)有少量蒸餾水，對溶液體積和溶質(zhì)的物質(zhì)的量都不產(chǎn)生影響，溶液濃度不變；
c．轉(zhuǎn)移溶液后的燒杯、玻璃棒未洗滌，導(dǎo)致溶質(zhì)部分損耗，溶質(zhì)是物質(zhì)的量偏小，溶液濃度偏低；
d．定容后搖勻，發(fā)現(xiàn)液面降低，又補加少量水，重新達到刻度線，導(dǎo)致溶液體積偏大，則溶液濃度偏低；
則偏低的為cd；故答案為：250mL容量瓶、玻璃棒；cd；
（4）酸化KMnO₄溶液的酸本身不能具有還原性，如果有還原性要被高錳酸鉀氧化，本身也不能具有強氧化性，所以只能選硫酸，故答案為：b；
方案二：
（5）步驟②加入H₂O₂將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺，本身被還原成水，離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2 H⁺=2Fe³⁺+2 H₂O；
步驟②加入有強氧化性試劑，能將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺，除用H₂O₂外還可以使用氯水等；
Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準確計算Fe的含量，故步驟②不能省略；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2 H⁺=2Fe³⁺+2 H₂O；氯水；否；Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準確計算Fe的含量；
（6）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：灼燒；
（7）ag氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量即為10片補血劑中鐵的質(zhì)量，所以每片補血劑含鐵元素的質(zhì)量$\frac{ag×\frac{112}{160}}{10g}$=0.07ag；
故答案為：0.07a．

點評 本題考查學(xué)生對實驗原理與實驗操作的理解、物質(zhì)分離提純、元素化合物性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)滴定、化學(xué)計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．