Question

硫酸亚铁晶体（FeSO₄?7H₂O）在医药上作补血剂．某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量．实验步骤如下：


请回答下列问题：
（1）证明步骤①滤液中含有Fe²⁺的方法是

 

，
该过程涉及的离子反应为：

 

、

 

．
（2）若向步骤①滤液中加入足量NaOH溶液，则出现白色沉淀、迅速变为灰绿色、最后变为红褐色，原因是（用化学方程式解释）

 

．
（3）步骤②加入过量H₂O₂的目的：

 

．
（4）步骤③中反应的离子方程式：

 

．
（5）步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、洗涤、灼烧、冷却、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的式子表示）

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验设计题

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）Fe³⁺遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe³⁺存在，可以加入氧化剂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺．检验Fe²⁺可以先滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水或双氧水，溶液变为血红色，说明含有Fe²⁺；
（2）步骤①滤液中含有Fe²⁺，加入氢氧化钠生成Fe（OH）₂，Fe（OH）₂不稳定，可被氧化生成Fe（OH）₃；
（3）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，由流程图可知，加入H₂O₂是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
（4）步骤③是将Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀；
（5）根据铁元素守恒可知ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，据此计算．

解答： 解：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）Fe³⁺遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe³⁺存在，可以加入氧化剂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，检验Fe²⁺可以先滴加KSCN溶液，溶液不变色，加入氯水或过氧化氢，发生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，溶液变为血红色，发生Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃，说明含有Fe²⁺．
故答案为：先加KSCN溶液，再加入氯水（或双氧水、稀硝酸）；2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；
（2）步骤①滤液中含有Fe²⁺，加入氢氧化钠生成Fe（OH）₂，Fe（OH）₂不稳定，可被氧化生成Fe（OH）₃，发生4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（3）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，故答案为：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
（4）步骤③是将Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，反应离子方程式为Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓或Fe³⁺+3NH₃．H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓或Fe³⁺+3NH₃．H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量

ag× 112 160

10

=0.07ag，
故答案为：0.07a．

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、化学计算等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．