Question

4．FeSO₄•7H₂O广泛用于医药和工业领域．如图1是FeSO₄•7H₂O的实验室制备流程图．根据题意完成下列填空：

（1）碳酸钠溶液能除去酯类油污，是因为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-（用离子方程式表示），反应Ⅰ需要加热数分钟，其原因是升温，促进水解，溶液碱性增强，使反应充分进行
（2）废铁屑中含氧化铁，无需在制备前除去，理由是（用离子方程式回答）Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺
如图2是测定某补血剂（FeSO₄•7H₂O）中铁元素含量的流程图．根据题意完成下列填空：

（3）步骤Ⅲ需要100mL1mol/L的稀硫酸，用98%，ρ=1.84g/cm³的浓硫酸配制，需量取浓硫酸体积为5.4mL，所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及100mL容量瓶．写出步骤Ⅳ的离子方程式：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓．
（4）步骤Ⅴ一系列操作依次是：①过滤②灼烧（加热）③灼烧④冷却⑤称量⑥恒重．操作⑥的目的是确保氢氧化铁完全分解成了氧化铁．
（5）假设实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量0.07ag（用含a的代数式表示）．

Answer 1

分析 废铁屑中含有酯类油污，Na₂CO₃为强碱弱酸盐，CO₃^2-水解生成HCO₃^-和OH^-，升高促进CO₃^2-水解，碱促进油脂水解，然后过滤洗涤，加入稀硫酸，发生反应II为Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，趁热过滤、冷却结晶，过滤洗涤得到FeSO₄•7H₂O；
将补血剂研细，向药片中加入稀硫酸，然后过滤得到沉淀，向滤液中加入双氧水，发生反应2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，向溶液中加入过量X溶液生成红褐色沉淀，则X为碱，反应的离子方程式为：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；将红褐色沉淀灼烧得到红棕色固体Fe₂O₃，据此分析解答．

解答 解：废铁屑中含有酯类油污，Na₂CO₃为强碱弱酸盐，CO₃^2-水解生成HCO₃^-和OH^-，升高促进CO₃^2-水解，碱促进油脂水解，然后过滤洗涤，加入稀硫酸，发生反应II为Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，趁热过滤、冷却结晶，过滤洗涤得到FeSO₄•7H₂O，
（1）Na₂CO₃为强碱弱酸盐，CO₃^2-水解生成HCO₃^-和OH^-，水解方程式为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，油脂在碱性条件下水解生成可溶于水的酸和醇；
盐的水解为吸热反应，升温，促进水解，溶液碱性增强，使反应充分进行，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；升温，促进水解，溶液碱性增强，使反应充分进行；
（2）废铁屑中含氧化铁，无需在制备前除去，因为氧化铁和酸反应生成铁盐，铁盐能被Fe还原生成亚铁盐，涉及的离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；
将补血剂研细，向药片中加入稀硫酸，然后过滤得到沉淀，向滤液中加入双氧水，发生反应2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，向溶液中加入过量X溶液生成红褐色沉淀，则X为碱，反应的离子方程式为：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；将红褐色沉淀灼烧得到红棕色固体Fe₂O₃，
（3）步骤Ⅲ需要100mL1mol/L的稀硫酸，用98%，ρ=1.84g/cm³的浓硫酸配制，配制过程中硫酸的物质的量不变，设需要浓硫酸体积为VmL，则：1.84g/cm³×
98%×VmL=98g/mol×1mol/L×0.1L，解得：V=5.4；
配制一定物质的量浓度的溶液时还需要100mL容量瓶；骤Ⅳ的离子方程式为：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，
故答案为：5.4；100mL容量瓶；Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
（4）步骤Ⅴ一系列操作依次是：①过滤②洗涤③灼烧④冷却⑤称量⑥恒重操作，操作⑥恒重后可确保氢氧化铁完全分解成了氧化铁，从而减小误差，
故答案为：灼烧（加热）；确保氢氧化铁完全分解成了氧化铁；
（5）ag中含有铁的质量为：m（Fe）=$\frac{112}{160}$×ag=0.7ag，则每片药品中Fe的质量为：$\frac{0.7ag}{10}$=0.07ag，
故答案为：0.07a．

点评 本题考查物质的分离和提纯、物质含量的测定，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握物质分离与提纯方法，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．