Question

8．某化学兴趣小组需100 mL某物质的量浓度的FeSO₄溶液作标准试剂，现有外观颜色发黄的硫酸亚铁晶体、浓硫酸、稀盐酸、KMnO₄溶液、溴水、KSCN溶液、石蕊、酚酞及中学化学常用化学仪器，实验过程如下：
Ⅰ．配制FeSO₄溶液
（1）下列关于FeSO₄溶液配制操作步骤的合理顺序为A→B→C→E→D（填字母）．
A．在盛适量水的烧杯中滴加少量浓H₂SO₄后搅拌均匀并冷却到室温
B．称取一定质量的FeSO₄晶体样品
C．将样品溶于已配制的稀H₂SO₄中，用玻璃棒搅拌至样品充分溶解
D．过滤后，将滤液转移到容量瓶中，加水稀释至指定刻度
E．往硫酸亚铁溶液中加入稍过量的铁粉，充分搅拌，静置一段时间至不再有气体冒出为止
（2）回答下列问题：
①将样品溶于稀H₂SO₄，而不直接溶于水的理由是防止Fe²⁺、Fe³⁺水解．
②在配制硫酸亚铁溶液时，需加入铁粉的理由是将药品中Fe³⁺还原并防止Fe²⁺被氧化．
Ⅱ．标定FeSO₄溶液的浓度
（1）用滴定管量取20.00mL FeSO₄溶液放入锥形瓶中，用0.10mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定至终点，耗去KMnO₄溶液20.00mL，若生成物中Mn元素全部呈+2价，滴定反应的离子方程式为5Fe²⁺+8H⁺+MnO₄^-═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
据此可测得FeSO₄溶液的物质的量浓度为0.5mol•L^-1．
（2）滴定时选用C（A．石蕊B．酚酞C．不用指示剂，填字母）为指示剂，理由是可利用KMnO₄溶液紫色不再褪去判断滴定终点．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根据溶液的配制步骤：配制稀硫酸、称量、溶解于稀酸中、加入铁粉（除去铁离子，防止亚铁离子被氧化）、过滤、滤液移入容量瓶，定容；
（2）①根据溶液中Fe²⁺、Fe³⁺水解解答；
②配制的溶液中含有Fe³⁺，需要除去，Fe²⁺易被氧化，据此解答；
Ⅱ．（1）酸性条件下，Fe²⁺被MnO₄^-氧化为Fe³⁺，MnO₄^-被还原为Mn²⁺，同时生成水，配平书写离子方程式；
通过消耗的高锰酸钾，根据方程式计算20.00mLFeSO₄溶液中Fe²⁺的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算FeSO₄溶液浓度；
（2）滴定时，加入最后一滴KMnO₄溶液，KMnO₄溶液紫色不再褪去，且半分钟颜色不变，说明滴定到终点

解答 解：Ⅰ．（1）溶液的配制步骤：配制稀硫酸、称量、溶解于稀酸中、加入铁粉（除去铁离子，防止亚铁离子被氧化）、过滤、滤液移入容量瓶、定容，故操作步骤顺序为：A→B→C→E→D；
故答案为：C→E→D；
（2）①溶液中Fe²⁺、Fe³⁺水解，将样品溶于稀H₂SO₄，可以防止Fe²⁺、Fe³⁺水解；
故答案为：防止Fe²⁺、Fe³⁺水解；
②配制的溶液中含有Fe³⁺，需要除去，且Fe²⁺易被氧化，在配制硫酸亚铁溶液时，需加入铁粉，将药品中Fe³⁺还原并防止Fe²⁺被氧化；
故答案为：将药品中Fe³⁺还原并防止Fe²⁺被氧化；
Ⅱ．（1）酸性条件下，Fe²⁺被MnO₄^-氧化为Fe³⁺，MnO₄^-被还原为Mn²⁺，同时生成水，离子方程式为：5Fe²⁺+8H⁺+MnO₄^-═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
令20.00mL FeSO₄溶液中Fe²⁺的物质的量为n，则：
5Fe²⁺+8H⁺+MnO₄^-═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
5                 1
n      0.10mol•L^-1×0.02L
所以n=5×0.10mol•L^-1×0.02L=0.01mol
所以FeSO₄溶液浓度为$\frac{0.01mol}{0.02L}$=0.5mol/L
故答案为：5Fe²⁺+8H⁺+MnO₄^-═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；0.5；
（2）滴定时，加入最后一滴KMnO₄溶液，KMnO₄溶液紫色不再褪去，且半分钟颜色不变，说明滴定到终点，不需要用指示剂，故选C；
故答案为：C；可利用KMnO₄溶液紫色不再褪去判断滴定终点．

点评 本题考查亚铁盐溶液的配制、物质分离提纯、元素化合物性质、氧化还原反应滴定、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．