Question

硫酸亚铁晶体（FeSO₄?7H₂O）在医药上作补血剂．某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量．实验步骤如下：

请回答下列问题：
（1）证明步骤①滤液中含有Fe²⁺的方法是______．
（2）写出②中的离子反应方程式：______．
（3）步骤③中反应的离子方程式：______．
（4）步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、______、灼烧、冷却、称量．
（5）该小组有些同学认为用KMnO₄溶液滴定也能进行铁元素含量的测定．（5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺→5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）
①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除药匙、天平（附砝码）、玻棒、烧杯、胶头滴管外，还需______．
②滴定到终点时的颜色为______色．
（6）正常人每天应补充16.8mg左右的铁．其中绝大部分来自于食物．如果全部通过服用含FeSO₄?7H₂O的片剂．来补充铁，则正常人每天服需用含______mgFeSO₄?7H₂O片剂．

Answer 1

解：（1）Fe³⁺遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe³⁺存在，可以加入氧化剂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，检验Fe²⁺可以先滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水或双氧水，溶液变为血红色，说明含有Fe²⁺．
故答案为：取少量滤液加入试管中，先滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水（或双氧水、稀硝酸），溶液变为血红色．
（2）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，同时生成水，反应离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（3）步骤③是将Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，反应离子方程式为Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
故答案为：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（4）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、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，
故答案为：洗涤；冷却；
（5）①精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻棒、烧杯、胶头滴管，250mL容量瓶；
故答案为：250mL容量瓶；
②高锰酸钾为紫色，当滴定到终点时，Fe²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高锰酸钾不反应，溶液的颜色为紫色，故答案为：紫．
（6）16.8mg铁即为FeSO₄?7H₂O片剂中铁的质量，所以需要FeSO₄?7H₂O片剂质量为16.8mg÷=83.4mg．
故答案为：83.4mg．
分析：由流程图可知，该实验原理为：将药品中的Fe²⁺形成溶液，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，使Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量．
（1）Fe³⁺遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe³⁺存在，可以加入氧化剂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺．检验Fe²⁺可以先滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水或双氧水，溶液变为血红色，说明含有Fe²⁺；
（2）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，同时生成水．
（3）步骤③是将Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀．
（4）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、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量；
（5）①精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻棒、烧杯、胶头滴管，250mL容量瓶；
②高锰酸钾为紫色，当滴定到终点时，Fe²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高锰酸钾不反应，溶液的颜色为紫色．
（6）根据铁元素守恒可知16.8mg铁即为FeSO₄?7H₂O片剂中铁的质量，根据化学式中铁元素质量分数的计算来求算FeSO₄?7H₂O的片剂的质量．
点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、物质分离提纯、元素化合物性质、氧化还原滴定应用、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．