题目内容

【题目】铁及其化合物在日常生活中用途比较广泛。

(1)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的绿色消毒剂和高容量电池材料。将Fe(NO3)3与NaClO混合后,在碱性条件下发生反应可制得高铁酸钠,该反应的离子方程式为________________________。

(2)四氧化三铁(Fe3O4)常用作颜料、磁流体材料、催化剂和电子材料等。共沉淀法是目前制备纳米Fe3O4的重要方法之一,其流程如图所示:

①为得到较纯净的纳米Fe3O4,FeSO4·7H2O与FeCl3·6H2O的物质的量之比最好为________。但实际操作时,却很难控制这一比例,原因是_____________________________。

②在最佳投料比条件下,检验Fe3O4是否沉淀完全的实验操作是_________________________。

(3)绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。测定绿矾产品中FeSO4·7H2O含量的方法如下:

a.称取3.0 g绿矾产品,配制成250.00 mL溶液;

b.量取25.00 mL a中溶液于锥形瓶中;

c.用0.010 00 mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL。滴定时发生反应的离子方程式为5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。

①0.010 00 mol·L-1KMnO4溶液应置于如图所示仪器________(填“甲”或“乙”)中,滴定终点的现象是__________________________________。

②产品中FeSO4·7H2O的质量分数为________(小数点后保留1位数字)。

③若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),可能的原因有___________________________。

【答案】

【解析】(1)由题意知,反应物为Fe3+、ClO-、OH-,生成物有FeO,ClO-被还原应生成Cl-。根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可配平该离子方程式。(2)①Fe3O4中Fe2+与Fe3+的个数比为1∶2,故原料中FeSO4·7H2O与FeCl3·6H2O的物质的量之比为1∶2。Fe2+有较强的还原性,在空气中易被氧化,影响投料比。②最佳投料比时,沉淀完全,则溶液中不存在Fe2+与Fe3+,故可用KSCN溶液检验。(3)①KMnO4溶液具有强氧化性,能腐蚀橡胶,故必须置于酸式滴定管中。滴定至终点时,滴入的最后一滴KMnO4溶液不再反应,使溶液呈浅红色。②由反应的离子方程式可知:n(Fe2+)=5n(MnO)=5×0.010 00 mol·L-1×0.020 0 L×250.00 mL÷25.00 mL=0.01 mol,故w(FeSO4·7H2O)=0.01 mol×278 g·mol-1÷3.0 g×100%≈92.7%。③若质量分数偏低,说明溶液中有杂质或部分Fe2+已被氧化。

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