Question

硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?7H₂O）在醫(yī)藥上常作補血劑，某課外研究小組測定該補血劑中鐵元素的含量，其實驗步驟如下：

請回答下列問題：
（1）證明操作Ⅰ濾液中含有Fe²⁺的方法之一是向濾液中加入NaOH溶液，現(xiàn)象為

 

，步驟Ⅱ中發(fā)生反應的離子方程式為

 

．
（2）寫出步驟Ⅳ中一系列處理的操作步驟：過濾、

 

、灼燒、

 

、稱量．
（3）若實驗無損耗，則每片補血劑中含鐵元素

 

g．
（4）該小組有些同學認為用酸性KMnO₄溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定．
①該實驗原理用離子方程式可表示為

 

．
②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、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需

 

．
③該實驗中的KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是

 

．
a．稀硝酸　　　　b．稀硫酸　　　　c．稀鹽酸　　　　d．濃硝酸
④若取m g該補血劑用0.1mol?L^-1的KMnO₄溶液進行滴定，在此實驗過程中共用去KMnO₄溶液100mL，則該補血劑中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現(xiàn)象用于檢驗Fe³⁺存在，證明操作Ⅰ濾液中含有Fe²⁺的方法之一是向濾液中加入NaOH溶液反應生成白色沉淀迅速變化為灰綠色，最后變化為紅褐色；過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；
（3）根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量計算鐵元素的質(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溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定，是利用高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子定量關系測定；
②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、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氧化性氧化Fe²⁺，不能具有強還原性被高錳酸鉀氧化，否則會影響高錳酸鉀溶液的體積；
④高錳酸鉀為紫色，當?shù)味ǖ浇K點時，F(xiàn)e²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應，依據(jù)離子方程式定量關系計算亞鐵離子物質(zhì)的量，得到鐵元素質(zhì)量分數(shù)；

解答： 解：（1）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現(xiàn)象用于檢驗Fe³⁺存在，證明操作Ⅰ濾液中含有Fe²⁺的方法之一是向濾液中加入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)生反應是亞鐵離子被過氧化氫氧化生成鐵離子，反應的離子方程式為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：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

112

160

×ag=0.7ag，故每片補血劑含鐵元素的質(zhì)量為

0.7a

10

=0.07ag，
故答案為：0.07a；
（4）①用酸性KMnO₄溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定，是利用高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子定量關系測定，反應的離子方程式為：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?shù)味ǖ浇K點時，F(xiàn)e²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應，依據(jù)離子方程式定量關系計算亞鐵離子物質(zhì)的量，得到鐵元素質(zhì)量分數(shù)；
   5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
   5       1
  n          0.1mol?L^-1 ×0.1L
n=0.05mol
該補血劑中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)=

0.05mol×56g/mol

mg

×100%=

2.8

m

×100%；
故答案為：

2.8

m

×100%．

點評：本題考查學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)、化學計算等、氧化還原滴定應用，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．