Question

14．硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O）在醫(yī)藥上作補血劑．某課外小組測定該補血劑中鐵元素的含量．實驗步驟如下：

硅孔雀石H2SO4溶浸浸出渣硫酸銅粗液MnO2浸出液除雜濾渣濾液硫酸銅晶體…
請回答下列問題：
（1）補血劑存放時間較長會氧化變質，對濾液中鐵元素的存在形式提出如下假設：
假設1：只有Fe²⁺                     
假設2：只有Fe³⁺
假設3：既有Fe²⁺又有Fe³⁺．
（2）如何證明步驟①濾液中含有Fe²⁺取少量濾液加入試管中，先滴加KSCN溶液，溶液不變色，再滴加氯水（或雙氧水、稀硝酸），溶液變?yōu)檠�紅色．
（3）步驟④中一系列處理的操作步驟：洗滌、洗滌、灼燒、冷卻、稱量．
（4）該小組有些同學認為可用酸化的KMnO₄溶液滴定進行Fe²⁺含量的測定．
①用離子方程式表示該滴定原理：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
②實驗前，首先要精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、量筒、藥匙、膠頭滴管外，還需250mL容量瓶．
③重復滴定三次，消耗1.00mol/L KMnO₄標準溶液體積分別為19.98mL、20.00mL、20.02mL，3次實驗所用Fe²⁺溶液的體積為20.00mL．請根據以上數據，再設計合理數據，完成實驗過程的記錄表格．
④如何判斷達到滴定終點：滴入最后一滴酸性KMnO₄溶液，溶液由無色變?yōu)樽霞t色，30秒內不恢復．

Answer 1

分析 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⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，再轉化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質量，計算補血劑中鐵元素的含量，
（1）依據亞鐵離子易被空氣中的氧氣氧化生成三價鐵離子分析判斷
（2）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現象用于檢驗Fe³⁺存在，可以加入氧化劑將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，檢驗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⁺；
（3）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；
（4）①酸化的KMnO₄溶液滴定進行Fe²⁺含量測定，發(fā)生氧化還原反應生成錳離子，鐵離子和水；
②依據精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL的溶液的實驗操作步驟和過程分析判斷需要的儀器，重復滴定三次，消耗1.00mol/L KMnO₄標準溶液體積分別為19.98mL、20.00mL、20.02mL，3次實驗所用Fe²⁺溶液的體積為20.00mL，填寫實驗報告為：1.00mol/LKMnO₄溶液的起始讀數/mL，1.00mol/LKMnO₄溶液的終止讀數/mL，消耗1.00mol/LKMnO₄溶液的體積/mL；
③滴入 一滴高錳酸鉀溶液，溶液無色邊后衛(wèi)紫色且半分鐘不褪色證明反應達到終點．

解答 解：（1）補血劑存放時間較長會氧化變質，對濾液中鐵元素的存在形式依據假設可知假設1：只有Fe²⁺ 假設2：只有Fe³⁺，假設3：既有Fe²⁺又有Fe³⁺；
故答案為：既有Fe²⁺又有Fe³⁺；
（2）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現象用于檢驗Fe³⁺存在，可以加入氧化劑將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，檢驗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：取少量濾液加入試管中，先滴加KSCN溶液，溶液不變色，再滴加氯水（或雙氧水、稀硝酸），溶液變?yōu)檠�紅色；
（3）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量，
故答案為：洗滌；冷卻；
（4）①酸化的KMnO₄溶液滴定進行Fe²⁺含量測定，發(fā)生氧化還原反應生成錳離子，鐵離子和水，反應的離子方程式依據電荷守恒、原子守恒配平書寫為：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、量筒、藥匙、膠頭滴管外，還需250mL容量瓶，溶液體積分別為19.98mL、20.00mL、20.02mL，3次實驗所用Fe²⁺溶液的體積為20.00mL，填寫實驗報告為：1.00mol/LKMnO₄溶液的起始讀數/mL，1.00mol/LKMnO₄溶液的終止讀數/mL，消耗1.00mol/LKMnO₄溶液的體積/mL，實驗報告為：

實驗編號	Fe2+溶液的 體積/mL	1.00mol/L KMnO4溶液的 起始讀數/mL	1.00mol/L KMnO4溶液的終止讀數/mL	消耗1.00mol/LKMnO4溶液的體積/mL
1	20.00	0.00	19.98	19.98
2	20.00	0.00	20.00	20.00
3	20.00	0.00	20.02	20.02

故答案為：250mL容量瓶；

實驗編號	Fe2+溶液的 體積/mL	1.00mol/L KMnO4溶液的 起始讀數/mL	1.00mol/L KMnO4溶液的終止讀數/mL	消耗1.00mol/LKMnO4溶液的體積/mL
1	20.00	0.00	19.98	19.98
2	20.00	0.00	20.00	20.00
3	20.00	0.00	20.02	20.02

③高錳酸鉀為紫色，當滴定到終點時，Fe²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應，溶液的顏色為紫色，
故答案為：滴入最后一滴酸性KMnO₄溶液，溶液由無色變?yōu)樽霞t色，30秒內不恢復．

點評 本題考查了物質組成和性質的分析判斷，實驗步驟、實驗方案設計，物質性質，中和反應滴定實驗的理解應用和實驗報告的書寫方法，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．