Question

硫酸亚铁晶体（FeSO₄?7H₂O）在医药上常用作补血剂．某课外小组欲测定该补血剂中铁元素的含量．实验步骤如图1所示：

请回答下列问题：
（1）步骤②加入过量H₂O₂的目的是______；步骤③中的过量的X也可以改通入足量的NH₃，反应的离子方程式：______．如图2所示有关NH₃的实验室制取等问题描述正确的是______．（填选项）
（2）步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、______、灼烧、______、称量．若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量______ g（用含a的代数式表示，不用化简）．
（3）该小组有些同学认为用KMnO₄溶液滴定也能进行铁元素含量的测定（5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）．实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需______．上述实验中的KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是______．
a．稀硝酸　 b．稀硫酸　　c．稀盐酸　　d．浓硝酸．

Answer 1

解：（1）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，步骤③是将Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，反应离子方程式为Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
A．氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气和水、氯化钙，反应中有水生成，为防止液化水蒸气倒流而炸裂试管，试管口要低于试管底，故A错误；
B．氨气极易溶于水，氨气的密度小于空气且和空气不反应，所以可以采用向下排空气法收集，故B错误；
C．氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，所以检验氨气要使用湿润的红色石蕊试纸，故C错误；
D．氨气有刺激性气味，所以最后要有尾气处理装置，氨气极易溶于水，为防止倒吸，尾气处理中要有缓冲装置，故D正确；
故答案为：将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺；Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；D；
（2）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，ag氧化铁中铁的质量==，则每片补血剂含铁元素的质量为g，
故答案为：洗涤，冷却，；
（3）精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻棒、烧杯、胶头滴管，250mL容量瓶；高锰酸钾有强氧化性，能将盐酸氧化，硝酸具有氧化性，能亚铁离子氧化，故只能用稀硫酸酸化，
故答案为：250 mL容量瓶，b．
分析：由流程图可知，该实验原理为：将药品中的Fe²⁺形成溶液，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，使Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量．
（1）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，氨水和铁离子反应生成氢氧化铁红褐色沉淀；实验室用氯化铵和氢氧化钙制取氨气，用向下排空气法收集氨气，用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，氨气有刺激性气味，所以最后要有尾气处理装置；
（2）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量；根据原子守恒计算铁的质量；
（3）精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻棒、烧杯、胶头滴管，250mL容量瓶；
加入的酸不能具有强氧化性，不能被酸性高锰酸钾氧化，防止影响酸性高锰酸钾溶液的体积，影响测定结果．
点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、物质分离提纯、元素化合物性质、氧化还原反应滴定、化学计算等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，注意（2）中计算的是每片补血剂中铁的质量而不是铁的总质量，为易错点．