题目内容
【题目】绿矾晶体(FeSO4·7H2O,M=278g/mol)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。实验室利用硫酸厂的烧渣(主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2),制备绿矾的过程如下:
试回答:(1)操作Ⅰ为_____________(填写操作名称)。
(2) 试剂Y与溶液X反应的离子方程式为__________________________________。
(3)检验所得绿矾晶体中含有Fe2+的实验操作是________________________________。
(4)操作Ⅲ的顺序依次为:_______________、冷却结晶、过滤 、__________、干燥。
(5)某同学用酸性KMnO4溶液测定绿矾产品中Fe2+含量:
a.称取11.5g绿矾产品,溶解,配制成1000mL溶液;
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20.00mL。
①步骤a配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外,还需___________。
②该同学设计的下列滴定方式,最合理的是____________(夹持部分略去)(填字母序号)。
③滴定时发生反应的离子方程式为:_______________________________________。
④判断此滴定实验达到终点的方法是_____________________________;若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视KMnO4溶液液面,其它操作均正确,则使测定结果________(填“偏高”“偏低”“无影响”)。
⑤计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________________。
【答案】过滤 Fe+2Fe3+= 3Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑ 将少许所得晶体放入KSCN溶液不变色,再向溶液中加入氯水变成红色(或其它合理答案) 蒸发浓缩 洗涤 1000mL容量瓶 b 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成紫色且半分钟不再褪色 偏低 96.7%
【解析】
烧渣中的铁元素溶于硫酸中转化为Fe2+和Fe3+,再通氧气,硫元素沉淀为单质硫,SiO2不溶于硫酸,过滤后溶液X中含Fe2+和Fe3+,加入过量的单质铁,把Fe3+还原为Fe2+,过滤后溶液Z即为FeSO4溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得绿矾晶体。
(1)烧渣与H2SO4和O2反应后,形成了固体和溶液,所以操作Ⅰ为过滤,答案:过滤;
(2)Y为Fe2(SO4)3和过量H2SO4,要加Fe将它们转化成FeSO4,反应为:Fe+2Fe3+= 3Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑,答案:Fe+2Fe3+= 3Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(3)检验所得绿矾晶体中含有Fe2+的实验操作是:先检验溶液中无Fe3+,然后,再将Fe2+氧化成Fe3+,用KSCN溶液检验,答案:将少许所得晶体放入KSCN溶液不变色,再向溶液中加入氯水变成红色。
(4)从FeSO4的水溶液中获得晶体:蒸发浓缩,结晶析出,过滤洗涤,洗涤、干燥,答案:蒸发浓缩、洗涤;
(5)①配制成1000mL溶液,还需要用1000mL容量瓶,答案:1000mL容量瓶;
②酸性高锰酸钾具有强氧化性,可以发生橡皮管,应盛放在酸式滴定管内,硫酸亚铁溶液呈酸性,应盛放在酸式滴定管内,故b最合适;故答案为:b;
③酸性高锰酸钾具有强氧化性,将Fe2+氧化为Fe3+,被还原为Mn2+,同时生成水,反应离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;故答案为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;
④该实验是氧化还原滴定,终点时KMnO4溶液恰好过量一滴,溶液会显紫红色,30秒内不变色,不需要外加指示剂,在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视KMnO4溶液液面,则所得消耗酸性KMnO4溶液的体积偏小,所测得的Fe2+的含量低,故答案为:溶液由无色变为紫红色,30秒内不变色;偏低;
⑤用硫酸酸化的0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL;依据反应方程式减小计算:
5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O
5 1
n(Fe2+) 0.01000mol·L-1×0.0200L
计算得到;n(Fe2+)=0.001mol;
则1000mL溶液中含Fe2+=0.001mol×1000/25=0.04mol;
FeSO4·7H2O物质的量为0.04mol,质量=0.04mol×278g·mol-1=11.12g;
质量分数=×100%=96.70%;
故答案为:96.70%;

【题目】过氧化钠保存不当容易变质。某课外活动小组为了粗略测定过氧化钠的质量分数,他们称取2.0g样品,并设计用下图装置来测定过氧化钠的质量分数。图中的E和F构成量气装置,用来测定O2的体积。
A | B | C | D | E | F |
(1)写出装置A中两种主要玻璃仪器的名称__________、_______。
(2)写出装置A中发生的离子方程式____________________________。
(3)装置B的作用是______________________________。
(4)写出装置C中发生反应的主要化学方程式:______________________________。
(5)装置D中 NaOH的作用是________________________________________。
(6)他们在读出量筒内水的体积数后,折算成标准状况下氧气的体积为224mL,则样品中过氧化钠的质量分数为__________