Question

綠礬（FeSO₄?7H₂O）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分．如圖1是以市售鐵屑（含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法：

已知：室溫下飽和H₂S溶液的pH約為3.9，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，沉淀完全時(shí)的pH為5.5．
（1）操作II中，通入硫化氫至飽和的目的是

 

；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是

 

．
（2）檢驗(yàn)制得的綠礬晶體中是否含有Fe³⁺的實(shí)驗(yàn)操作是

 

（3）請結(jié)合圖2的綠礬溶解度曲線，補(bǔ)充完整操作IV制備FeSO₄?7H₂O晶體的實(shí)驗(yàn)步驟為

 

．
（4）配平下面的化學(xué)方程式（將有關(guān)的化學(xué)計(jì)量數(shù)填入答題卡的橫線上）：
□KMnO₄+□FeSO₄+□H₂SO₄-□Fe₂（SO₄）₃+□MnSO₄+□K₂SO₄+□H₂O
（5）測定綠礬產(chǎn)品中Fe²⁺含量的方法是：
a．稱取3.7200g綠礬產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL．
①在滴定實(shí)驗(yàn)中不能選擇

 

式滴定管，理由是

 

；
②計(jì)算上述樣品中FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（用小數(shù)表示，保留兩位小數(shù)）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）依據(jù)流程關(guān)系圖分析，通入硫化氫制飽和，硫化氫是強(qiáng)還原劑，目的是沉淀錫離子，防止亞鐵離子被氧化；在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液PH=2為了除去雜質(zhì)離子Sn²⁺；
（2）可用KSCN溶液檢驗(yàn)鐵離子的存在；
（3）由市售鐵屑（含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì)）為原料制備FeSO₄?7H₂O晶體，要弄清楚流程中每一步的原理和注意事項(xiàng)；向鐵屑中加入足量的稀硫酸，F(xiàn)e₂O₃、鐵，少量錫均會(huì)與硫酸反應(yīng)，最終生成二價(jià)鐵、二價(jià)錫，先過濾除去不溶物，然后向?yàn)V液中加入稀硫酸和硫化氫，調(diào)節(jié)PH值為2，將錫離子以SnS沉淀而除去，過濾，即得到FeSO₄溶液，再根據(jù)綠礬溶解度曲線，60℃時(shí)綠礬的溶解度最大，可加熱濃縮到60℃的飽和溶液，然后放在冰水中冷卻，冷卻結(jié)晶至0℃，此時(shí)析出的晶體是最多的，之后過濾，洗滌，低溫烘干．
（4）KMnO₄酸性溶液與Fe²⁺反應(yīng)時(shí)被還原為Mn²⁺，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺；
（5）①高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性能氧化橡膠管，不能用堿式滴定管；
②依據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強(qiáng)還原性，可以防止亞鐵離子被氧化，已知：在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，沉淀完全時(shí)的pH為5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2時(shí)，Sn²⁺完全沉淀，亞鐵離子不沉淀，
故答案為：除去溶液中的Sn²⁺離子，并防止Fe²⁺被氧化；防止Fe²⁺離子生成沉淀；
（2）Fe³⁺遇硫氰酸根離子會(huì)反應(yīng)生成硫氰酸鐵血紅色，證明Fe³⁺的存在．因此取少量晶體溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，說明含有Fe³⁺，若溶液不變紅，說明不含F(xiàn)e³⁺，故答案為：取少量晶體溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，說明含有Fe³⁺，若溶液不變紅，說明不含F(xiàn)e³⁺；
（3）由市售鐵屑（含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì)）為原料制備FeSO₄?7H₂O晶體，要弄清楚流程中每一步的原理和注意事項(xiàng)；向鐵屑中加入足量的稀硫酸，F(xiàn)e₂O₃、鐵，少量錫均會(huì)與硫酸反應(yīng)，最終生成二價(jià)鐵、二價(jià)錫，先過濾除去不溶物，然后向?yàn)V液中加入稀硫酸和硫化氫，調(diào)節(jié)PH值為2，將錫離子以SnS沉淀而除去，過濾，即得到FeSO₄溶液，再根據(jù)綠礬溶解度曲線，60℃時(shí)綠礬的溶解度最大，可加熱濃縮到60℃的飽和溶液，然后放在冰水中冷卻，冷卻結(jié)晶至0℃，此時(shí)析出的晶體是最多的，之后過濾，洗滌，低溫烘干．故答案為：蒸發(fā)濃縮得到60℃的飽和溶液，然后放在冰水中冷卻，冷卻結(jié)晶至0℃，過濾，洗滌，低溫烘干；
（4）KMnO₄酸性溶液與Fe²⁺反應(yīng)時(shí)被還原為Mn²⁺，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺，化學(xué)方程式為：2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═5Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+1K₂SO₄+8H₂O；故答案為：2  10  8   5   2   1   8；
（5）①高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性能氧化橡膠管，不能用堿式滴定管，用酸式滴定管，
故答案為：堿； KMnO₄有強(qiáng)氧化性，會(huì)腐蝕橡膠；
②5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
   5       1
n（Fe²⁺） 0.01000mol/L×0.0200L
計(jì)算得到；n（Fe²⁺）=0.001mol；
則250mL溶液中含F(xiàn)e²⁺=0.001mol×

250

25

=0.01mol；
FeSO₄?7H₂O物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量=0.01mol×278g/mol=2.78g；
質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

2.78g

3.72g

×100%=0.75．
故答案為：0.75．

點(diǎn)評：本題考查了鐵鹽亞鐵鹽的性質(zhì)應(yīng)用，分離混合物的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)和分析判斷，滴定實(shí)驗(yàn)的分析判斷，數(shù)據(jù)計(jì)算，誤差分析的方法，題目難度中等．