绿矾晶体(FeSO4•7H2O.M=278g/mol)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分．实验室利用硫酸厂的烧渣(主要成分为Fe2O3及少量FeS.SiO2).制备绿矾的过程如下:试回答:(1)操作 I为过滤．(2)试剂Y与溶液X反应的离子方程式为Fe+2Fe3+═3Fe2+.Fe+2H+═Fe2++H2↑(3)操作 III的顺序依次为:蒸� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．绿矾晶体（FeSO₄•7H₂O，M=278g/mol）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分．实验室利用硫酸厂的烧渣（主要成分为Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂），制备绿矾的过程如下：

试回答：
（1）操作 I为过滤（填写操作名称）．
（2）试剂Y与溶液X反应的离子方程式为Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺、Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑
（3）操作 III的顺序依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）某同学用酸性KMnO₄溶液测定绿矾产品中Fe²⁺含量：
a．称取11.5g绿矾产品，溶解，配制成1000mL溶液；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液的体积的平均值为20.00mL．
①步骤a配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外，还需1000mL容量瓶
②该同学设计的下列滴定方式，最合理的是b（夹持部分略去）（填字母序号）

③判断此滴定实验达到终点的方法是滴加最后一滴KMnO₄溶液时，溶液变成紫色且半分钟不再褪色，若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视KMnO₄溶液液面，其它操作均正确，则使测定结果偏低（填“偏高”“偏低”“无影响”）．
④计算上述样品中FeSO₄•7H₂O的质量分数为96.7%．

分析硫酸厂烧渣与硫酸、氧气反应，过滤分离得到滤液X和不溶物I（S、二氧化硅等）；滤液X主要为Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄等，加入铁粉生成硫酸亚铁溶液，还可除去未反应的硫酸，过滤除去未反应的Fe，滤液为硫酸亚铁溶液，再通过浓缩蒸发、冷却结晶得到绿矾．
（1）对照操作Ⅰ前后的物质变化，可知操作Ⅰ是过滤；
（2）加入Fe将Fe³⁺还原为Fe²⁺，还可除去未反应的硫酸；
（3）操作Ⅲ是从溶液中获得晶体；
（4）①配制溶液，显然要用到容量瓶，应该注意容量瓶的规格；
②高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化橡胶管，应该用酸式滴定管，注意减少氧气的氧化；
③高锰酸钾溶液本身是紫红色，不用添加指示剂，根据溶液颜色判断终点；滴定终点读取滴定管刻度时，俯视KMnO₄溶液液面，液面在刻度线下方，所读高锰酸钾溶液的体积偏小；
④根据消耗高锰酸钾计算n（Fe²⁺），而n（FeSO₄•7H₂O）=n（Fe²⁺），进而计算样品中FeSO₄•7H₂O的质量分数．

解答解：硫酸厂烧渣与硫酸、氧气反应，过滤分离得到滤液X和不溶物I（S、二氧化硅等）；滤液X主要为Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄等，加入铁粉生成硫酸亚铁溶液，还可除去未反应的硫酸，过滤除去未反应的Fe，滤液为硫酸亚铁溶液，再通过浓缩蒸发、冷却结晶得到绿矾．
（1）操作Ⅰ是将互不相溶的固体与液体分离，可知操作Ⅰ是过滤，
故答案为：过滤；
（2）加入Fe将Fe³⁺还原为Fe²⁺，还可除去未反应的硫酸，反应离子方程式为：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺、Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，
故答案为：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺、Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑；
（3）操作Ⅲ是从溶液中获得晶体，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体，
故答案为：蒸发浓缩；
（4）①配制溶液，显然要用到容量瓶，需要1000mL容量瓶，
故答案为：1000mL容量瓶；
②高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化橡胶管，应该用酸式滴定管，c装置与空气接触比较大，易被氧气氧化，故选：b；
③高锰酸钾溶液本身是紫红色，不用添加指示剂，滴加最后一滴KMnO₄溶液时，溶液变成紫色且半分钟不再褪色，说明反应到达终点，
滴定终点读取滴定管刻度时，俯视KMnO₄溶液液面，液面在刻度线下方，所读高锰酸钾溶液的体积偏小，测定结果偏低，
故答案为：滴加最后一滴KMnO₄溶液时，溶液变成紫色且半分钟不再褪色；偏低；
④25mL溶液消耗高锰酸钾为0.02L×0.01mol/L=0.0002mol，由5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，可知11.5g绿矾产品中n（Fe²⁺）=5×0.0002mol×$\frac{1000mL}{25mL}$=0.04mol，而n（FeSO₄•7H₂O）=n（Fe²⁺）=0.004mol，样品中FeSO₄•7H₂O的质量分数为$\frac{0.04mol×278g/mol}{11.5g}$×100%=96.7%，
故答案为：96.7%．

点评本题考查物质的制备，为高考常见题型，涉及物质的分离提纯、溶液配制、氧化还原反应滴定、物质含量测定等，题目难度中等，关键是明确制备原理及化学实验基本操作．

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请回答：
（1）加入的A是Na₂CO₃，加入A后溶液中所发生反应的化学方程式是Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+NaCl．
（2）加入的B是HCl，加入稍过量B的目的是除去溶液中过量的CO₃^2-；加入B后溶液中所反应的化学方程式为Na₂CO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
（3）为检验沉淀是否洗净，最好在最后几滴洗出液中加入硝酸酸化的AgNO₃溶液溶液．

7．测定硫酸铜晶体（CuSO₄•5H₂O）里结晶水的含量，实验步骤为：①研磨 ②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量 ③加热 ④冷却 ⑤称量 ⑥重复③至⑤的操作，直到连续两次称量的质量差不超过0.001g为止 ⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量．
请回答下列问题：
（1）现有坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、干燥器、药匙、硫酸铜晶体样品等实验用品，进行该实验时，缺少的实验用品是研钵、电子天平、酒精灯；
（2）该实验中哪一步骤需要使用干燥器？使用干燥器的目的是什么？答：冷却，防止吸收水分；
（3）实验步骤⑥的目的是检验样品中的结晶水是否已经全部除去；
（4）若操作正确而实验测得的硫酸铜晶体中结晶水的含量偏低，其原因可能有（填入选项的编号）：BD．
A．加热前所用的坩埚未完全干燥
B．实验前被测样品已有部分失水
C．被测样品中含有加热易挥发的杂质
D．被测样品中含有加热不挥发的杂质．

4．根据实验室测定硫酸铜晶体（CuSO₄•5H₂O）结晶水含量的实验，填写下列空白．
（1）除需要酒精灯、玻璃棒、坩埚钳、药匙、三脚架等仪器外，从下列仪器中选出所需仪器（用标号字母填写）ABDF．
A．电子天平 B．研钵 C．试管夹 D．坩埚 E．蒸发皿 F．干燥器 G．石棉网
还需要的仪器是泥三角．
（2）某学生实验后得到以下数据：

加热前的质量			加热后的质量
	W₁（容器）	W₂（容器+晶体）	W₃（容器+无水硫酸铜）
第一次	15.688g	17.668g	16.962g
第二次	15.688g	17.744g	17.033g