题目内容
【题目】结晶硫酸亚铁部分失水时,分析结果如仍按FeSO4·7H2O的质量分数计算,其值会超过100%。国家标准规定,FeSO4·7H2O的含量:一级品99.50%~100.5%;二级品99.00%~100.5%;三级品98.00%~101.0%。
为测定样品中FeSO4·7H2O的质量分数,可采用在酸性条件下与高锰酸钾溶液进行滴定。
5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O;
2MnO4-+5C2O42-+16H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O
测定过程:粗配一定浓度的高锰酸钾溶液1L,然后称取0.200 g 固体Na2C2O4(式量为134.0)放入锥形瓶中,用蒸馏水溶解并加稀硫酸酸化,加热至70℃~80℃。
(1)若要用滴定法测定所配的高锰酸钾溶液浓度,滴定终点的现象是_______________。
(2)将溶液加热的目的是____;反应刚开始时反应速率较小,其后因非温度因素影响而增大,根据影响化学反应速率的条件分析,其原因可能是______________________。
(3)若滴定时发现滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束气泡消失,则测得高锰酸钾浓度_____(填“偏大”“偏小”“无影响”)。
(4)滴定用去高锰酸钾溶液29.50mL,则c(KMnO4)=_____mol/L(保留四位有效数字)。
(5)称取四份FeSO4·7H2O试样,质量均为0.506g,,用上述高锰酸钾溶液滴定达到终点,记录滴定数据
滴定次数 实验数据 | 1 | 2 | 3 | 4 |
V(高锰酸钾)/mL(初读数) | 0.10 | 0.20 | 0.00 | 0.20 |
V(高锰酸钾)/mL(终读数) | 17.76 | 17.88 | 18.16 | 17.90 |
该试样中FeSO4·7H2O的含量(质量分数)为_________(小数点后保留两位),符合国家______级标准。
(6)如实际准确值为99.80%,实验绝对误差=____%,如操作中并无试剂、读数与终点判断的失误,则引起误差的可能原因是:__________。
【答案】滴入最后1滴KMnO4溶液后,溶液变为浅红色,且半分钟不褪去 加快反应速率 反应开始后生成Mn2+,而Mn2+是上述反应的催化剂,因此反应速率加快 偏小 0.02024 98.30% 三 -1.5% 空气中氧气氧化了亚铁离子使高锰酸钾用量偏小
【解析】
(1)依据滴定实验过程和试剂滴入顺序可知,滴入高锰酸钾溶液最后一滴,溶液变红色,半分钟内不变证明反应达到终点;
故答案为:滴入最后1滴KMnO4溶液后,溶液变为浅红色,且半分钟不褪去;
(2)加热加快反应速率,反应过程中生成的锰离子对反应有催化作用分析;
(3)若滴定时发现滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束气泡消失,消耗高锰酸钾待测溶液体积增大,则测得高锰酸钾浓度减小;
(4)2MnO4-+5C2O42-+16H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O,依据化学反应定量关系,计算所标定高锰酸钾溶液的浓度;
(5)依据图表数据计算,第三次实验数据相差大舍去,计算其他三次的平均值,利用反应定量关系计算亚铁离子物质的量得到FeSO4·7H2O的含量,结合题干信息判断符合的标准;
(6)测定含量-实际含量得到实验绝对误差,亚铁离子溶液中易被空气中氧气氧化分析可能的误差。
(1)依据滴定实验过程和试剂滴入顺序可知,滴入高锰酸钾溶液最后一滴,溶液变红色,半分钟内不变证明反应达到终点;
(2)粗配一定浓度的高锰酸钾溶液1L,然后称取0.200g 固体Na2C2O4(式量为134.0)放入锥形瓶中,用蒸馏水溶解并加稀硫酸酸化,加热至70℃~80℃,加热加快反应速率,反应刚开始时反应速率较小,其后因非温度因素影响而增大,根据影响化学反应速率的条件分析,其原因可能是反应过程中生成的锰离子对反应有催化作用分析;
故答案为:加快反应速率,反应开始后生成Mn2+,而Mn2+是上述反应的催化剂,因此反应速率加快;
(3)若滴定时发现滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束气泡消失,消耗高锰酸钾待测溶液体积增大,溶质不变则测得高锰酸钾浓度减小;
故答案为:偏小;
(4)0.200g 固体Na2C2O4(式量为134.0),n(C2O42-)==0.0014925mol,依据化学反应定量关系,计算所标定高锰酸钾溶液的浓度;
2MnO4-+5C2O42-+16H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O,
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n 0.0014925mol
n=0.000597mol
滴定用去高锰酸钾溶液29.50mL,
则c(KMnO4)==0.02024mol/L;
(5)依据图表数据计算,第三次实验数据相差大舍去,
计算其他三次的平均值==17.68mL,利用反应定量关系计算亚铁离子物质的量得到FeSO4·7H2O的含量,
5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O;
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n 0.01768L×0.02024mol/L
n=0.001789mol
FeSO4·7H2O的含量=×100%=98.30%,三级品98.00%~101.0%
结合题干信息判断符合的标准三级品;
(6)测定含量-实际含量得到实验绝对误差=98.30%-99.80%=-1.5%,亚铁离子溶液中易被空气中氧气氧化为铁离子,高锰酸钾溶液用量减小引起误差。