Question

20．我國的鐵礦資源儲量很豐富，其中以磁鐵礦（主要成分Fe₃O₄）和赤鐵礦（主要成分是Fe₂O₃）兩種礦石為主，某煉鋼廠欲用某種礦石作煉鐵原料，需要對這種礦石樣品分析，探究礦石中鐵的價態(tài)和測定鐵元素的含量，做了一些實驗．
I．檢驗礦石樣品中是否有Fe²⁺和Fe³⁺
實驗操作步驟：

（1）過濾操作中用到的玻璃儀器有玻璃棒、普通漏斗、燒杯．
（2）檢驗有Fe²⁺和Fe³⁺常用的化學試劑有：KSCN溶液、新制氯水、KMnO₄溶液、H₂O₂溶液．
①檢驗Fe³⁺選KSCN溶液．
②設計實驗方案，證明該濾液中既有Fe²⁺又有Fe³⁺取適量濾液分別加入兩支試管中，在一支試管中滴入酸性KMnO₄溶液，振蕩后KMnO₄溶液褪色，說明有Fe²⁺；再在另一支試管中滴入KSCN溶液，溶液變紅，說明有Fe³⁺．
II．測定礦石中鐵元素的含量
（3）若上述實驗中稱取28g礦石樣品，經過酸溶、過濾后得到200ml濾液，現(xiàn)取出20ml溶液裝于錐形瓶中，先向錐形瓶中加入足量酸化的SnCl₂溶液，充分反應后，再加入HgCl₂除去過量的SnCl₂，最后滴入20ml0.25mol/L的K₂Cr₂O₇溶液恰好完全反應，發(fā)生的主要反應如下：2FeCl₃+SnCl₂=2FeCl₂+SnCl₄；6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，計算礦石樣品中鐵元素的質量分數(shù)是60%．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）依據(jù)過濾裝置和操作選擇需要的玻璃儀器；
（2）①檢驗Fe³⁺的試劑是硫氰酸鉀溶液，遇到鐵離子變化為血紅色；
②證明該濾液中既有Fe²⁺又有Fe³⁺，亞鐵離子檢驗需要利用其還原性，選擇高錳酸鉀溶液，鐵離子檢驗選擇KSCN溶液檢驗；
Ⅱ．（3）2FeCl₃+SnCl₂=2FeCl₂+SnCl₄；6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，得到6FeCl₃～6FeCl₂～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-，據(jù)此計算；

解答 解：I．（1）過濾操作中用到的玻璃儀器有玻璃棒、普通漏斗、燒杯，
故答案為：玻璃棒、普通漏斗、燒杯；
（2）①檢驗Fe³⁺選KSCN溶液，鐵離子遇到KSCN溶液變血紅色，
故答案為：KSCN溶液；
②證明該濾液中既有Fe²⁺又有Fe³⁺，亞鐵離子檢驗需要利用其還原性，選擇高錳酸鉀溶液，鐵離子檢驗選擇KSCN溶液檢驗，步驟和現(xiàn)象為：取適量濾液分別加入兩支試管中，在一支試管中滴入酸性KMnO₄溶液，振蕩后KMnO₄溶液褪色，說明有Fe³⁺；再在另一支試管中滴入KSCN溶液，溶液變紅，說明有Fe³⁺，
故答案為：取適量濾液分別加入兩支試管中，在一支試管中滴入酸性KMnO₄溶液，振蕩后KMnO₄溶液褪色，說明有Fe³⁺；再在另一支試管中滴入KSCN溶液，溶液變紅，說明有Fe³⁺；
II．（3）2FeCl₃+SnCl₂=2FeCl₂+SnCl₄；6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
得到6FeCl₃～6FeCl₂～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-，
       6                                        1
      n                                     0.0 20L×0.25mol/L
n=0.0 20L×0.25mol/L×6=0.03mol
200ml濾液中鐵元素物質的量=0.03mol×$\frac{200ml}{20ml}$=0.3mol，
礦石樣品中鐵元素的質量分數(shù)=$\frac{0.3mol×56g/mol}{28g}$×100%=60%，
故答案為：60%；

點評 本題考查了物質提取、物質分離和物質檢驗方法等知識點，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．