Question

20．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⁺的方法先滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水，该过程的现象为：先无明显变化，滴加新制氯水后溶液变为血红色
（2）步骤②加入过量H₂O₂的目的（用离子方程式表示）：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（3）步骤③中反应的离子方程式：Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（4）实际上向滤液中直接滴加X溶液最终也会生成红褐色浊液，此过程中发生的氧化还原反应为（用化学方程式表达）4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（5）步骤④中最终得到a克红棕色粉末，则一系列处理的操作步骤：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量．
（6）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量0.07ag．
（7）正常人每天应补充14mg左右的铁，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69.5mgFeSO₄•7H₂O的片剂．

Answer 1

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，可以加入氧化剂氯水将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，加入试剂X为氢氧化钠溶液或氨水；
（4）实际上向滤液中直接滴加X溶液最终也会生成红褐色浊液，是利用亚铁离子沉淀生成氢氧化亚铁，在空气中被氧气氧化生成红褐色沉淀氢氧化铁，此过程中发生的氧化还原反应为氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁；
（5）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；
（6）根据铁元素守恒可知ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，据此计算．
（7）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．

解答 解：（1）Fe³⁺遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe³⁺存在，可以加入氧化剂氯水将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：先滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水或双氧水；先无明显变化，滴加新制氯水或双氧水后溶液变为血红色；
（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，加入X为氢氧化钠溶液或氨水，反应离子方程式为：Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）实际上向滤液中直接滴加X溶液最终也会生成红褐色浊液，是利用亚铁离子沉淀生成氢氧化亚铁，在空气中被氧气氧化生成红褐色沉淀氢氧化铁，此过程中发生的氧化还原反应为氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（5）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：过滤；灼烧；
（6）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$\frac{ag×\frac{112}{160}}{10}$=0.07ag，
故答案为：0.07a；
（7）14mg铁即为FeSO₄•7H₂O片剂中铁的质量，所以需要FeSO₄•7H₂O片剂质量为（$\frac{14}{56}$×278）mg=69.5mg，
故答案为：69.5．

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，题目难度中等，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．