题目内容

绿矾（FeSO₄?7H₂O）是治疗缺铁性盆血药品的重要成分．实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂等）制备绿矾的过程如下：

（1）固体W焙烧时产生某有毒气体，需以碱液吸收处理之，下列装置A～D中可选用（填字母）；若选用E装置，则烧杯中的下层液体可以是（填名称）．

（2）实验过程中多次使用过滤操作．过滤操作中用到的玻璃仪器有．
（3）写出溶液X中加铁屑发生反应的离子方程式．
（4）测定绿矾产品中Fe²⁺含量的实验步骤：
a．称取5.7g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01mol?L^-1KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积为40mL（滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe²⁺+MnO $数学公式$ +8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）
①计算上述产品中FeSO₄?7H₂O的质量分数为．
②若用上述方法测定的产品中FeSO₄?7H₂O的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有（只回答一条即可）．

解：（1）固体W为S和SiO₂，烧时产生某有毒气体二氧化硫，吸收装置需要防止倒吸；
A、装置可以吸收二氧化硫，防止倒吸，故A符合；
B、装置不能吸收完全，不能放倒吸，故B不符合；
C、装置直接插入水中会引起倒吸，故C不符合；
D、装置用倒扣在水面上的漏斗放倒吸，故D符合；
若选用E装置，则烧杯中的下层液体必须不能溶解二氧化硫气体，可以是四氯化碳；
故答案为：AD；CCl₄；
（2）过滤装置需要漏斗、玻璃棒、烧杯玻璃仪器，故答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯；
（3）流程分析，加入过量铁粉，铁和过量的稀硫酸、硫酸铁发生的反应，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（4））①a．称取5.7g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为40.00mL；依据反应方程式进行计算：
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
5 1
n（Fe²⁺） 0.01000mol/L×0.0400L
计算得到；n（Fe²⁺）=0.002mol；
则250mL溶液中含Fe²⁺=0.002mol× $\text{[math]}$ =0.02mol；
FeSO₄?7H₂O物质的量为0.02mol，质量=0.02mol×278g/mol=5.56g；
质量分数= $\text{[math]}$ ×100%=97.54%，故答案为：97.54%；
②用上述方法测定的样品中FeSO₄?7H₂O的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因是洗涤不彻底，亚铁离子被空气中的氧气部分氧化，
故答案为：样品中存在少量的杂质（如H₂O、H₂SO₄等）；样品部分被氧化．
分析：（1）固体W为S和SiO₂，烧时产生某有毒气体二氧化硫，吸收装置需要防止倒吸；
（2）依据过滤实验基本操作和装置分析回答；
（3）依据流程分析，加入过量铁粉，铁和过量的稀硫酸、硫酸铁发生的反应；
（4）①依据滴定实验的反应终点时发生的反应进行计算，依据铁元素守恒，结合滴定过程的反应离子方程式计算得到；
②根据实验过程中操作的误差分析方法进行判断，产品中存在少量的杂质或产品部分被氧化．
点评：本题考查了物质制备流程分析判断，实验基本操作的熟练掌握，滴定实验的分析判断，数据计算，误差分析的方法，题目难度中等．

沉淀物	Al（OH）₃	Fe（OH）₃	Fe（OH）₂	Ni（OH）₂
pH	5.2	3.2	9.7	9.2

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