Question

11．硫酸亞鐵晶體（FeSO4•7H2O）是醫(yī)藥上補血劑的有效成分．某課外小組測定該補血劑中鐵元素含量的流程如下（已知其它成分在測定過程中不參與反應(yīng)），回答下列問題．

（1）寫出鐵原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖．
（2）步驟①研細的目的是增大接觸面積，加快溶解速率．
（3）證明步驟②濾液中含有Fe²⁺的方法是取少量濾液于試管中，先滴加KSCN溶液，溶液沒有明顯變化，再滴加氯水，溶液變?yōu)檠�紅色（或取少量濾液于試管中，滴加少量的酸性高錳酸鉀溶液，酸性高錳酸鉀溶液褪色）．
（4）步驟③加入H2O2的目的是將Fe2+全部氧化為Fe³⁺，以便于轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O．
（5）步驟④中一系列操作依次是過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量．
（6）假設(shè)實驗無損耗，正常人每天應(yīng)補充16.8mg左右的鐵，如果全部通過服用上述測定的補血劑片來補充，則正常人每天需服用上述補血劑3片．

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(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，再轉(zhuǎn)化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質(zhì)量，計算補血劑中鐵元素的含量，
（1）鐵為26號元素，核外不4個電子層，次外層有14個電子，最外層有2個電子，據(jù)此畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）將固體顆粒研細可以增大接觸面積，加快溶解速率；
（3）根據(jù)亞鐵離子與KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，氧化生成鐵離子會出現(xiàn)血紅色，可以檢驗亞鐵離子，也可以根據(jù)高錳酸鉀溶液的顏色變化檢驗亞鐵離子；
（4）步驟③加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子，進而產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀；
（5）將氫氧化鐵懸濁液過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量可得氧化鐵的質(zhì)量；
（6）根據(jù)80mg氧化鐵的質(zhì)量可計算得10片補血劑中所含鐵元素的質(zhì)量，并據(jù)此判斷；

解答 解：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(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，再轉(zhuǎn)化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質(zhì)量，計算補血劑中鐵元素的含量，
（1）鐵為26號元素，核外不4個電子層，次外層有14個電子，最外層有2個電子，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，
故答案為：；
（2）將固體顆粒研細可以增大接觸面積，加快溶解速率，
故答案為：增大接觸面積，加快溶解速率；
（3）根據(jù)亞鐵離子與KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，氧化生成鐵離子會出現(xiàn)血紅色，可以檢驗亞鐵離子，也可以根據(jù)高錳酸鉀溶液的顏色變化檢驗亞鐵離子，所以證明步驟②濾液中含有Fe²⁺的方法是取少量濾液于試管中，先滴加KSCN溶液，溶液沒有明顯變化，再滴加氯水，溶液變?yōu)檠�紅色（或取少量濾液于試管中，滴加少量的酸性高錳酸鉀溶液，酸性高錳酸鉀溶液褪色），
故答案為：取少量濾液于試管中，先滴加KSCN溶液，溶液沒有明顯變化，再滴加氯水，溶液變?yōu)檠�紅色（或取少量濾液于試管中，滴加少量的酸性高錳酸鉀溶液，酸性高錳酸鉀溶液褪色）；
（4）步驟③加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子，進而產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：將Fe2+全部氧化為Fe³⁺，以便于轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃；2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）將氫氧化鐵懸濁液過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量可得氧化鐵的質(zhì)量，
故答案為：過濾、灼燒；
（6）80mg氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量為$\frac{112}{160}$×80mg=56mg，所以每片補血劑中所含鐵元素的質(zhì)量為5.6mg，正常人每天應(yīng)補充16.8mg左右的鐵，即應(yīng)補充3片補血劑，
故答案為：3．

點評 本題考查學(xué)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)、氧化還原反應(yīng)滴定、化學(xué)計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．