Question

【題目】綠礬晶體（FeSO4·7H2O，M=278g/mol）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分。實驗室利用硫酸廠的燒渣（主要成分為Fe2O3及少量FeS、SiO2），制備綠礬的過程如下：

試回答：（1）操作Ⅰ為_____________（填寫操作名稱）。

（2） 試劑Y與溶液X反應的離子方程式為__________________________________。

（3）檢驗所得綠礬晶體中含有Fe2+的實驗操作是________________________________。

（4）操作Ⅲ的順序依次為：_______________、冷卻結晶、過濾 、__________、干燥。

（5）某同學用酸性KMnO4溶液測定綠礬產品中Fe2+含量：

a.稱取11.5g綠礬產品，溶解，配制成1000mL溶液；

b.量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；

c.用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL。

①步驟a配制溶液時需要的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯、膠頭滴管外，還需___________。

②該同學設計的下列滴定方式，最合理的是____________(夾持部分略去)(填字母序號)。

③滴定時發(fā)生反應的離子方程式為：_______________________________________。

④判斷此滴定實驗達到終點的方法是_____________________________；若在滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視KMnO4溶液液面，其它操作均正確，則使測定結果________（填“偏高”“偏低”“無影響”）。

⑤計算上述樣品中FeSO4·7H2O的質量分數為________________。

Answer 1

【答案】過濾 Fe+2Fe3+= 3Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑ 將少許所得晶體放入KSCN溶液不變色，再向溶液中加入氯水變成紅色（或其它合理答案） 蒸發(fā)濃縮 洗滌 1000mL容量瓶 b 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 滴加最后一滴KMnO4溶液時，溶液變成紫色且半分鐘不再褪色 偏低 96.7%

【解析】

燒渣中的鐵元素溶于硫酸中轉化為Fe2+和Fe3+，再通氧氣，硫元素沉淀為單質硫，SiO2不溶于硫酸，過濾后溶液X中含Fe2+和Fe3+，加入過量的單質鐵，把Fe3+還原為Fe2+，過濾后溶液Z即為FeSO4溶液，經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥即得綠礬晶體。

（1）燒渣與H2SO4和O2反應后，形成了固體和溶液，所以操作Ⅰ為過濾，答案：過濾；

（2）Y為Fe2(SO4)3和過量H2SO4，要加Fe將它們轉化成FeSO4，反應為：Fe+2Fe3+= 3Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑，答案：Fe+2Fe3+= 3Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑；

（3）檢驗所得綠礬晶體中含有Fe2+的實驗操作是：先檢驗溶液中無Fe3＋，然后，再將Fe2＋氧化成Fe3＋，用KSCN溶液檢驗，答案：將少許所得晶體放入KSCN溶液不變色，再向溶液中加入氯水變成紅色。

（4）從FeSO4的水溶液中獲得晶體：蒸發(fā)濃縮，結晶析出，過濾洗滌，洗滌、干燥，答案：蒸發(fā)濃縮、洗滌；

（5）①配制成1000mL溶液，還需要用1000mL容量瓶，答案：1000mL容量瓶；

②酸性高錳酸鉀具有強氧化性，可以發(fā)生橡皮管，應盛放在酸式滴定管內，硫酸亞鐵溶液呈酸性，應盛放在酸式滴定管內，故b最合適；故答案為：b；

③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，反應離子方程式為5Fe2＋+MnO4－+8H＋=5Fe3＋+Mn2＋+4H2O；故答案為：5Fe2＋+MnO4－+8H＋=5Fe3＋+Mn2＋+4H2O；

④該實驗是氧化還原滴定，終點時KMnO4溶液恰好過量一滴，溶液會顯紫紅色，30秒內不變色，不需要外加指示劑，在滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視KMnO4溶液液面，則所得消耗酸性KMnO4溶液的體積偏小，所測得的Fe2＋的含量低，故答案為：溶液由無色變?yōu)樽霞t色，30秒內不變色；偏低；

⑤用硫酸酸化的0.01000mol·L－1KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL；依據反應方程式減小計算：

5Fe2＋+MnO4－+8H＋═5Fe3＋+Mn2＋+4H2O

5 1

n（Fe2＋） 0.01000mol·L－1×0.0200L

計算得到；n（Fe2＋）=0.001mol；

則1000mL溶液中含Fe2＋=0.001mol×1000/25=0.04mol；

FeSO4·7H2O物質的量為0.04mol，質量=0.04mol×278g·mol－1=11.12g；

質量分數=×100%=96.70%；

故答案為：96.70%；