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【题目】绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡(Sn)、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:

已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9SnS沉淀完全时溶液的pH1.6FeS开始沉淀时溶液的pH3.0,沉淀完全时的pH5.5

(1)溶解时需加热,当看到_____________________________________(填现象)时应停止加热,并趁热进行操作I的原因是______________________________________

(2)操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是_______________________________;在溶液中用硫酸酸化至pH= 2的目的是_________________________________

(3)操作IV的顺序依次为:______________________________________

操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②_____________________________________________

(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:a.称取2.850g绿矾产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000 mol/L KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL(滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2+MnO48H+→5Fe3+Mn2+4H2O)。

①判断此滴定实验达到终点的方法是_________________________________

②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为_______(用小数表示,保留三位小数)。

【答案】溶液中气泡较少时 防止FeSO4·7H2O结晶析出损耗 除去溶液中的Sn2+离子,并防止Fe2+被氧化 防止Fe2+离子生成沉淀 蒸发 冷却结晶 过滤 降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗 滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色 0.975

【解析】

铁屑加入稀硫酸生成硫酸亚铁、硫酸锡,过滤后得到滤液,将滤液加入稀硫酸酸化,并通入硫化氢,可生成SnS沉淀并防止亚铁离子被氧化,过滤后得到滤液为硫酸亚铁,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO47H2O

(1)铁和锡都可以和稀硫酸反应生成氢气,所以当看到溶液中气泡较少时,说明固体基本反应完全,应停止加热;温度降低FeSO4下降有可能会有FeSO4·7H2O结晶析出,所以要趁热过滤;

(2)通入硫化氢至饱和的目的是:硫化氢具有强还原性,可以防止亚铁离子被氧化,同时生成SnS沉淀将锡离子除去;已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH1.6FeS开始沉淀时溶液的pH3.0,沉淀完全时的pH5.5,在溶液pH=2时,Sn2+完全沉淀,亚铁离子不沉淀;

(3)滤液中得到晶体,需要对溶液进行加热蒸发浓缩,结晶析出,过滤洗涤等,所以操作IV的顺序依次为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;

冰水温度低,物质溶解度减小,可以洗去沉淀表面的杂质离子,同时避免绿矾溶解带来的损失;

(4)①滴定过程中发生反应5Fe2+MnO48H+→5Fe3+Mn2+4H2O,滴定终点MnO4不再被还原,溶液呈浅红色,所以滴定终点现象为:滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色;

②滴定过程中发生反应5Fe2+MnO48H+→5Fe3+Mn2+4H2O,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL,根据方程式可知25mL待测液中n(Fe2+)=5×0.02L×0.01000 mol/L=0.001mol,则250mL待测中n(Fe2+)=0.01mol,即n(FeSO4·7H2O)=0.01mol,所以质量分数为

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