Question

17．现有某硫酸铁与硫酸亚铁的混合物，某兴趣小组测定其中铁元素的质量分数，实验按以下步骤进行：

请根据上面流程，回答下列问题
（1）实验I所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还必须有250mL容量瓶（填仪器名称）
（2）请写出加入溴水发生反应的离子方程式2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-．
（3）称量红棕色固体B的质量为m克，则样品中铁元素的质量分数为$\frac{7m}{a}$×100%．
（4）有的同学提出还可以采取以下方法来测定：

①溶解样品改用过量硫酸的原因为盐酸中的Cl^-对KMnO₄溶液滴定有干扰．
②选择的过量还原剂不能用铁，原因为Fe与硫酸反应生成Fe²⁺影响铁元素质量分数的测定．
③写出酸性条件下用KMnO₄滴定的离子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
④用滴定管装KMnO₄溶液后如尖嘴部位有气泡，滴定后气泡消失，所测得混合中Fe的含量偏大（填：偏大、偏小、无影响）

Answer 1

分析 （1）根据配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶；
（2）根据Br₂具有氧化性，能氧化Fe²⁺写出反应的离子方程式； 
（3）红棕色固体（ Fe₂O₃）中的铁就是样品中铁，根据质量分数的公式求出铁元素的质量分数；
（4）①溶解样品若用盐酸，用高锰酸钾若用滴定时会氧化氯离子，影响实验测定结果；
②某氯化铁与氯化亚铁的混合物，现要测定其中铁元素的质量分数，加入铁做还原剂和过量的硫酸反应生成亚铁离子，会增加铁元素的量对测定结果产生误差；
③酸性条件下高锰酸根离子将亚铁离子氧化成铁离子，同时被还原生成锰离子；
④尖嘴部位有气泡，滴定后气泡消失，导致消耗的标准液体积偏大，测定的铁元素的量偏高．

解答 解：（1）因配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶，所以还缺少250mL的容量瓶，
故答案为：250mL容量瓶；
（2）因Br₂具有氧化性，能氧化Fe²⁺，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-，
故答案为：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；
（3）红棕色固体中的铁就是样品中铁，根据铁元素质量守恒，mgFe₂O₃中铁元素的质量为mg×$\frac{112}{160}$，则250mL配制的溶液中含有铁元素的质量为：mg×$\frac{112}{160}$×$\frac{250mL}{25mL}$=
7mg，
则样品中铁元素的质量分数是：$\frac{7mg}{ag}$×100%=$\frac{7m}{a}$×100%，
故答案为：$\frac{7m}{a}$×100%；
（4）①高锰酸钾具有强氧化性，加入盐酸，溶液中的氯离子会被氧化，多消耗高锰酸钾，产生实验测定误差，所以溶解样品不能用盐酸，应该用硫酸，
故答案为：盐酸中的Cl^-对KMnO₄溶液滴定有干扰；
②还原剂不能用铁，因为有贴分会和过量硫酸反应生成硫酸亚铁，再用高锰酸钾滴定，多消耗氧化剂产生误差，干扰原混合物的铁元素的测定，
故答案为：Fe与硫酸反应生成Fe²⁺影响铁元素质量分数的测定；
③酸性条件下用KMnO₄滴定，亚铁离子被氧化成铁离子，反应的离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
④用滴定管装KMnO₄溶液后如尖嘴部位有气泡，滴定后气泡消失，导致计算出消耗的酸性高锰酸钾溶液的体积偏大，所测得混合中Fe元素的物质的量偏大，则计算出的铁元素的含量偏大，
故答案为：偏大．

点评 本题考查了探究物质组成、测量物质含量的方法，题目难度中等，明确实验目的及实验原理为解答关键，注意配制的溶液与实验中所取溶液体积关系，为易错点，试题培养了学生的化学实验能力．