题目内容

为测定某补血剂样品〔主要成分是硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)〕中铁元素的含量,某化学兴趣小组设计了两套实验方案:
方案一:用酸性KMnO4溶液滴定测定铁元素的含量
⑴写出滴定反应的离子方程式                              。
(2)下列滴定方式中,最合理的是         (夹持仪器略去)(填字母序号〕

(3)实验前,首先要准确配制一定物质的量浓度的酸性KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需_                 (填仪器名称)。
(4)若某同学取5片补血剂样品配成100 mL溶液,取20. 00 mL试样,用浓度为c1mol·L-1的KMnO4溶液滴定,耗去V1 mL,则每片补血剂含铁元素的质量_    g(用代数式表示)。
方案二:将FeSO4转化为Fe2O3,测定质量变化。操作流程如下:

(5)步骤②中用H2O2的目的是_            _。
(6)步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、_    、冷却、称量。
(7)假设实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量为_      g(用含a的代数式表示)。
(8)若某同学设计以原电池的形式实现Fe2+至Fe3+的转化,正极通人O2,电解质溶液为稀硫酸,请写出正极的电极反应式                 。
(15分(1)5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O (2分) (2)B (1分)
(3)50mL容量瓶(2分,不答规格得0分) (4)0.28c1v1(2分)
(5)将Fe2+氧化成Fe3+(2分) (6)灼烧 (1分) (7)0.07a (2分)
(8)O2+4e-+4H+=2H2O(2分)

试题分析:(1)酸性高锰酸钾具有强氧化性,将Fe2+氧化为Fe3+,MnO4-被还原为Mn2+,同时生成水,反应离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。
(2)酸性高锰酸钾具有强氧化性,可以腐蚀橡皮管,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,装置A和C中均是碱式滴定管,所以B最合适。
(3)精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶,远程还缺少250mL容量瓶。
(4)消耗高锰酸钾得物质的量是0.001c1v1mol,根据方程式可知,亚铁离子的物质的量是0.005c1v1mol,则5片补血剂样品中亚铁离子的物质的量是0.005c1v1mol×=0.025c1v1mol,所以每片补血剂样品中亚铁离子的物质的量是0.005c1v1mol,因此每片补血剂含铁元素的质量是0.005c1v1mol×56g/mol=0.28c1v1g。
(5)要将亚铁离子氧化生成铁离子,则需要加入氧化剂。双氧水是常用的绿色氧化剂,因此双氧水的作用是将Fe2+氧化成Fe3+。
(6)步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁,需要过滤、洗涤氢氧化铁,然后灼烧生成的氧化铁,冷却后称量氧化铁的质量。
(7)根据铁原子守恒可知,ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量,所以每片补血剂含铁元素的质量为=0.07ag;
(8)原电池中正极得到电子,发生还原反应。氧气在正极通入,且溶液显酸性,所以正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。
练习册系列答案
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重晶石矿(主要成分为硫酸钡)因为含有Fe2O3、MnO及炭质等杂质而常呈深褐色。工业上将重晶石矿粉碎后与硫酸、铝粉在反应槽中混合加热(即“漂白”),再经水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料,广泛用作纸张、油漆等的填充剂。已知MnO是碱性氧化物,Al粉可以将深色的Fe3+转化为浅色的Fe2+。
重晶石填料的生产工艺流程为:

(1)在该流程中,为加快“漂白”速度,采取的措施有                              、
                               。
(2)硫酸起到了“漂白”的作用。请写出硫酸直接起到该作用时的化学方程式:
                                   、                                   。
(3)二次漂白水洗过滤后,检验滤渣不含Fe2+离子的方法是                           
                                   、                                   。
(4)二次漂白前,煅烧的主要目的是                                   。将煅烧后的固体磨成细粉,使用的是加有刚玉球的振动磨。这说明刚玉具有很高的           。
(5)工业生产中为了充分利用资源,将滤液经过处理得到化工原料Fe2O3。操作过程是:
①滤液中通入过量Cl2,其目的是                                   。
②再加入适量NaOH来调节溶液的pH ,其目的是                         ,调节溶液的pH范围为                。
有关离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下:
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2+
7.6
9.7
Fe3+
2.7
3.7
Al3+
3.8
4.7
Mn2+
8.3
9.8
 
(6)最后通过                      、                      得到氧化铁。
某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水反应”的实验,并探究固体产物成分(图中夹持及尾气处理装置均已略去)。

(1)装置B中发生反应的化学方程式是                                    。
(2)虚线框图C的气体收集装置是下图中的           (选填字母编号)。

(3)反应停止,待B管冷却后,称量,得到固体质量为28.8g。再向固体中加入过量稀盐酸充分反应,并进行如下实验: 

试剂a的化学式是            ,试剂b的化学式是            ;加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示)                                  。
(4)某同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现请对褪色原因进行探究。首先提出假设。假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态;假设2:
                                                                  ;为了对所提出的假设2进行验证,实验方案是                                       
                                                                       。
(5)根据所给数据,可计算出反应后B装置中铁元素的质量分数为              。
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试回答下列问题:
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(3)普通生产铜的方法是在空气中燃烧硫化铜(产物中有一种气态氧化物)。试比较两种方法的优缺点。
                                                            。
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若按实验原则进行操作,则两者制得单质铜的量的比较中,正确的是     (  )
A.①多B.②多C.相等D.无法判断
(5)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜,该反应中氧化剂为____________.电解粗铜制取精铜,电解时,阳极材料是__________,电解液中必须含有的阳离子是________.
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