题目内容
中国医学博大精深，很多化学物质很早出现了我国著名的医书中，如《本草纲目》中就有记载：“绿矾（FeSO4?7H2O）又名皂矾，主要药用功能是除湿，解毒，收敛，止血”．下面是某化学兴趣小组的同学查阅资料后，以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料，设计制备纯净绿矾的流程：
请根据相关信息和该小组同学的设计流程，回答下列问题：
（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+，最好选用试剂 ；
A、KSCN B、NaOH溶液 C、KmnO4 D、氯水
（2）滤液A中主要成份是 ；
（3）操作中通入硫化氢至饱和的主要目的是 ，在溶液中用稀硫酸调节pH=2的目的是 ；
（4）操作I包含的实验操作依次为蒸发浓缩、 、 ；
（5）试验结束后，该小组同学为测定绿矾产品中Fe2+含量，称取2.850g绿矾产品，溶解配置成250mL溶液，取25.00mL该溶液于锥形瓶中，用硫醋酸化的0.010molL-1的KMnO4溶液滴定至终点，滴定结束后消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL．
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为 （填仪器名称）
②上述样品中FeSO4?7H2O的质量分数为 ．
请根据相关信息和该小组同学的设计流程，回答下列问题：
（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+，最好选用试剂
A、KSCN B、NaOH溶液 C、KmnO4 D、氯水
（2）滤液A中主要成份是
（3）操作中通入硫化氢至饱和的主要目的是
（4）操作I包含的实验操作依次为蒸发浓缩、
（5）试验结束后，该小组同学为测定绿矾产品中Fe2+含量，称取2.850g绿矾产品，溶解配置成250mL溶液，取25.00mL该溶液于锥形瓶中，用硫醋酸化的0.010molL-1的KMnO4溶液滴定至终点，滴定结束后消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL．
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为
②上述样品中FeSO4?7H2O的质量分数为
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料，制备纯净绿矾流程为：加入足量稀硫酸，铁和硫酸反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 生成硫酸亚铁，锡和硫酸反应Sn+H2SO4=SnSO4+H2↑，氧化铁和硫酸反应Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，因氧化铁为少量，所以Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4过滤所得滤液A为FeSO4、SnSO4，通入硫化氢，生成硫化亚锡，在溶液中用稀硫酸调节pH=2，硫化亚锡不溶于稀硫酸，可除去溶液中的Sn2+离子，同时可防止Fe2+离子生成沉淀，过滤沉淀为硫化亚锡，滤液B为FeSO4，通过蒸发浓缩、蒸发结晶、过滤洗涤干燥得到产品．
（1）依据三价铁离子的检验方法分析回答，三价铁离子遇硫氰酸钾溶液变血红色；
（2）根据以上分析滤液A中主要成份是FeSO4、SnSO4；
（3）根据硫化亚锡不溶于稀硫酸，不溶于水，pH=2Fe2+离子未生成沉淀分析解答；
（4）因为绿矾晶体是结晶水合物，所以要从滤液D中得到绿矾晶体，不能直接蒸干，必须进行的实验操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥；
（5）①高锰酸钾具有强氧化性，结合酸碱滴定管的构造解答；②根据氧化还原反应的计算原则是电子得失总数相等，得出KMnO4与Fe2+的对应关系，由KMnO4求出Fe2+的量，因为样品配成了250mL溶液，滴定时取用了25.00mL，所以乘以10．
（1）依据三价铁离子的检验方法分析回答，三价铁离子遇硫氰酸钾溶液变血红色；
（2）根据以上分析滤液A中主要成份是FeSO4、SnSO4；
（3）根据硫化亚锡不溶于稀硫酸，不溶于水，pH=2Fe2+离子未生成沉淀分析解答；
（4）因为绿矾晶体是结晶水合物，所以要从滤液D中得到绿矾晶体，不能直接蒸干，必须进行的实验操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥；
（5）①高锰酸钾具有强氧化性，结合酸碱滴定管的构造解答；②根据氧化还原反应的计算原则是电子得失总数相等，得出KMnO4与Fe2+的对应关系，由KMnO4求出Fe2+的量，因为样品配成了250mL溶液，滴定时取用了25.00mL，所以乘以10．
解答：
解：（1）检验所得绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是利用三价铁离子检验方法分析，三价铁离子遇硫氰酸根离子会反应生成硫氰酸铁血红色，证明铁离子的存在，
A、KSCN溶液和三价铁离子反应生成血红色溶液，可以检验铁离子的检验，故A符合；
B、NaOH溶液和亚铁离子反应生成白色沉淀迅速变化为灰绿色最后变为红褐色，和铁离子反应生成红褐色沉淀，不能检验铁离子的存在，故B不符合；
C、KMnO4溶液不与铁离子反应物现象发生，故C不符合；
D、氯水不能用于检验Fe3+，由于溶液中含有Fe2+，易被氯气氧化为铁离子产生误检，故D不符合；
故答案为：A；
（2）市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质），加入足量稀硫酸，铁和硫酸反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 生成硫酸亚铁，锡和硫酸反应Sn+H2SO4=SnSO4+H2↑，氧化铁和硫酸反应Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，因氧化铁为少量，所以Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4过滤所得滤液A为FeSO4、SnSO4，
故答案为：FeSO4、SnSO4；
（3）通入硫化氢，生成硫化亚锡，在溶液中用稀硫酸调节pH=2，硫化亚锡不溶于稀硫酸，可除去溶液中的Sn2+离子，同时可防止Fe2+离子生成沉淀，过滤沉淀为硫化亚锡，
故答案为：除去溶液中的Sn2+离子；防止Fe2+离子生成沉淀；
（4）因为绿矾晶体是结晶水合物，所以要从滤液D中得到绿矾晶体，不能直接蒸干，必须进行的实验操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥，
故答案为：冷却结晶；过滤洗涤干燥；
（5）①高锰酸钾具有强氧化性，能氧化橡胶管，只能盛放在酸式滴定管中，
故答案为：酸式滴定管；
②高锰酸钾在酸性溶液中具有强氧化性能氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为锰离子，根据电子守恒可知发生的离子反应为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，KMnO4→5Fe2+，FeSO4?7H2O）的摩尔质量为278g/mol，2.850g绿矾产品，样品中含FeSO4?7H2O：0.02L×0.01mol/L×5×10×278g/mol=2.78g，则该样品中FeSO4?7H2O的质量分数为
×100%=97.5%，
故答案为：97.5%．
A、KSCN溶液和三价铁离子反应生成血红色溶液，可以检验铁离子的检验，故A符合；
B、NaOH溶液和亚铁离子反应生成白色沉淀迅速变化为灰绿色最后变为红褐色，和铁离子反应生成红褐色沉淀，不能检验铁离子的存在，故B不符合；
C、KMnO4溶液不与铁离子反应物现象发生，故C不符合；
D、氯水不能用于检验Fe3+，由于溶液中含有Fe2+，易被氯气氧化为铁离子产生误检，故D不符合；
故答案为：A；
（2）市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质），加入足量稀硫酸，铁和硫酸反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 生成硫酸亚铁，锡和硫酸反应Sn+H2SO4=SnSO4+H2↑，氧化铁和硫酸反应Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，因氧化铁为少量，所以Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4过滤所得滤液A为FeSO4、SnSO4，
故答案为：FeSO4、SnSO4；
（3）通入硫化氢，生成硫化亚锡，在溶液中用稀硫酸调节pH=2，硫化亚锡不溶于稀硫酸，可除去溶液中的Sn2+离子，同时可防止Fe2+离子生成沉淀，过滤沉淀为硫化亚锡，
故答案为：除去溶液中的Sn2+离子；防止Fe2+离子生成沉淀；
（4）因为绿矾晶体是结晶水合物，所以要从滤液D中得到绿矾晶体，不能直接蒸干，必须进行的实验操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥，
故答案为：冷却结晶；过滤洗涤干燥；
（5）①高锰酸钾具有强氧化性，能氧化橡胶管，只能盛放在酸式滴定管中，
故答案为：酸式滴定管；
②高锰酸钾在酸性溶液中具有强氧化性能氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为锰离子，根据电子守恒可知发生的离子反应为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，KMnO4→5Fe2+，FeSO4?7H2O）的摩尔质量为278g/mol，2.850g绿矾产品，样品中含FeSO4?7H2O：0.02L×0.01mol/L×5×10×278g/mol=2.78g，则该样品中FeSO4?7H2O的质量分数为
| 2.78 |
| 2.85 |
故答案为：97.5%．
点评：本题综合考查物质的制备和性质探究等知识，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，为高考常见题型，注意把握实验的操作原理和步骤，把握相关物质的性质，题目难度中等．
练习册系列答案
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对下列事实的解释，反应的离子方程式正确的是（ ）
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| A、0.12mol |
| B、0.11mol |
| C、0.99mol |
| D、0.08mol |
下列含氧酸中酸性最强的是（ ）
| A、H3PO4 |
| B、H3AsO4 |
| C、HNO3 |
| D、HClO |