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【题目】绿矾晶体(FeSO4·7H2OM=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FeSSiO2),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+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+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H2SO4O2反应后,形成了固体和溶液,所以操作Ⅰ为过滤,答案:过滤;

2YFe2(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·L1KMnO4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

nFe2 0.01000mol·L1×0.0200L

计算得到;nFe2=0.001mol

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·mol1=11.12g

质量分数=×100%=96.70%

故答案为:96.70%

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