Question

某氧化铁样品中含有少量的FeSO₄杂质．某同学要测定其中铁元素的质量分 数，他设计了如下方案进行测定，操作流程为：
请根据流程回答：
（1）操作I中配制溶液时，所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管以外，坯必 须有______（填仪器名称）．
（2）操作II中必须用到的仪器是______
A.50ml 量筒  B.100ml 量筒   C.50ml酸式滴定管  D.50ml碱式滴定管
（3）反应①中，加入足量H₂O₂溶液反应的离子方程式______．
（4）检验沉淀中SO₄^2-是否冼涤干净的操作______
（5）将沉淀物加热，冷却至室温，用天平称量坩埚与加热后固体的总质量为h_lg，再次加热 并冷却至室温称量其质量为hg，若b₁-b₂=0.3，还应进行的操作是______
（6）若坩埚的质量为42.6g，最终坩埚与加热后同体的总质量为45.8g，则样品中铁元素的 质量分数=______（保留一位小数）．
（7）另一同学认为上述方案的实验步骤太繁琐，他认为，只要将样品溶于水后充分搅拌，加热蒸干灼烧称量即可，请你评价他的这个方案是否可行？______．（填“可行”或“不可行”）

Answer 1

解：（1）将样品和稀硫酸反应后的溶液配制成500mL溶液需要500mL容量瓶，
故答案为：500mL容量瓶；
（2）由于操作II是准确量取50.00mL的稀释后的显示酸性的溶液，所以应需要酸式滴定管，
故选C；
（3）由于加双氧水的目的就是让+2价铁变为+3价，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）沉淀洗涤就是把硫酸根离子或NH₄⁺洗掉，可以检验洗涤液中是否含有氯离子，取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则证明洗涤干净，
故答案为：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则证明洗涤干净；
（5）必须满足两次连续称量的质量相差不能超过0.1g，才能说明分解完全，故应继续加热并称量，直至两次连续称量质量差不超过0.1g，
故答案为：继续加热，冷却至室温时，称量，直至两次连续称量质量差不超过0.1g；
（6）500mL溶液可以得到Fe₂O₃质量为10（（45.8g-42.6g）g=32g，铁元素的质量为32g×=22.4g，
所以原氧化铁样品中铁元素的质量分数为：×100%=80.0%，
故答案为：80.0%（或0.8）；
（7）由于杂质是硫酸亚铁，加热蒸干灼烧，最后得到的还是硫酸铁和氧化铁的混合物，无法计算铁元素的质量分数，所以此方案不可行，
故答案为：不可行．
分析：本实验目的是测定铁的质量分数，采取的方法是使样品溶解、反应、最终生成氧化铁，然后通过氧化铁质量来求铁的质量分数
（1）由图可知，操作I是将加入硫酸反应的溶液稀释成500.00mL溶液，故需要500mL的容量瓶；
（2）操作II是准确量取50.00mL的稀释后的酸溶液，故应需要酸式滴定管；
（3）加双氧水目的就是让+2价铁变为+3价；
（4）沉淀洗涤就是把硫酸根离子或NH₄⁺洗掉，可以检验洗涤液中是否含有氯离子，取少量最后一次洗出液，滴加硝酸钡溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净；
（5）两次连续称量的质量相差不能超过0.1g才能说明分解完全，故应继续加热并称量；
（6）加热分解所得的物质是Fe₂O₃，其质量为（45.8g-42.6g）g，由于去50mL溶液，故500mL溶液可以得到Fe₂O₃质量为10（45.8g-42.6g）g，根据化学式计算铁元素的质量，再利用质量分数的定义计算出原氧化铁样品中铁元素的质量分数；
（7）杂质是硫酸亚铁，加热蒸干灼烧，最后得到的还是硫酸铁和氧化铁的混合物，不是三氧化二铁，无法计算铁元素的质量分数．
点评：本题考查溶液配制、离子检验、对实验操作的理解与实验方案的评价、化学计算等，难度中等，清楚测定原理是解题的关键，是对所学知识的综合运用，需要学生具有扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力．