Question

重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）俗称红矾钠，是一种重要的无机盐产品，可作氧化剂，在印染、颜料、电镀、医药等工业方面有广泛的用途．某化学兴趣小组设计实验测定市场上的红矾钠中Na2Cr₂O₇的质量分数，其步骤如下：
I．称取Wg红矾钠，溶于酸配成l00mL溶液；
Ⅱ．用cmol?L-1的标准KMnO₄酸性溶液滴定20.00mL一定浓度的FeSO₄溶液，消耗KMnO₄溶液20.00mL；
Ⅲ．取20.00mL Na₂Cr₂O₇溶液，用上述FeSO₄溶液滴定，达到滴定终点时，消耗24.00mLFeSO₄溶液；
查阅资料知：Cr₂O₇^2-在酸性条件下具有强氧化性，易被还原为Cr³⁺
回答下列问题：
（1）Na₂Cr₂O₇与FeSO₄的反应离子方程式为

 

．
（2）步骤Ⅱ中的滴定过程，滴定终点的现象为

 

；选用

 

（填“酸式”或“碱式”）滴定管．
（3）已知：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，此红矾钠中Na₂Cr₂O₇的质量分数的表达式为

 

．
（4）判断下列操作对Na₂Cr₂O₇的质量分数测定结果的影响 （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）：
①步骤Ⅲ中的滴定过程，滴定终点读数时俯视读数

 

；
②配制c mol?L^-1的KMnO₄标准溶液时，转移时有少量溶液洒出．
（5）有同学提出FeSO₄有很强的还原性，在空气中易被氧化而变质，因此对测定结果会造成影响，请你分析后指出，如果FeSO₄变质，对测定结果的影响是

 

（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
请设计一个简单实验检验FeSO₄溶液是否变质．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：本实验原理是用高锰酸钾来测定硫酸亚铁浓度，再用硫酸亚铁来滴定重铬酸钠，根据方程式计算重铬酸钠的物质的量，进而计算质量分数；
（1）重铬酸钠具有强氧化性，能把亚铁离子氧化成铁离子；
（2）高锰酸钾本身就是指示剂，高锰酸钾具有强氧化性，应放在酸式滴定管中；
（3）先根据MnO^-₄ +5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，计算亚铁离子浓度，再Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O计算重铬酸钠的物质的量，进而计算质量分数；
（4）①步骤Ⅲ中的滴定过程，滴定终点读数时俯视读数，则度数偏低，造成V减少；
②配制c mol?L^-1的KMnO₄标准溶液时，转移操作时有少量溶液洒出，则造成高锰酸钾损失；
（5）如果FeSO₄变质，对测定结果的影响，滴定时消耗FeSO₄体积偏多，据此计算出的红矾钠偏大；FeSO₄溶液是否变质生成Fe₂（SO₄）₃溶液，故需要检验铁离子判断是否变质．

解答： 解：（1）重铬酸钠具有强氧化性，能把亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（2）高锰酸钾呈紫红色，故滴定终点时，溶液由浅绿色刚变浅紫色，并保持半分钟不变，高锰酸钾具有强氧化性，应放在酸式滴定管中；
故答案为：溶液由浅绿色刚变浅紫色，并保持半分钟不变；酸式；
（3）MnO^-₄ +5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
   1             5
0.0200L×cmol/L  0.0200L×c（Fe²⁺）
c（Fe²⁺）=5cmol/L
Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
1      6
n     5cmol/L×0.02400L
n=

5cmol/L×0.02400L×1

6

=0.02cmol

所以重铬酸钠的质量分数为：

0.02cmol× 100mL 20mL ×262g/mol

Wg

×100%，故答案为：

0.02cmol× 100mL 20mL ×262g/mol

Wg

×100%；
（4）①步骤Ⅲ中的滴定过程，滴定终点读数时俯视读数，则度数偏低，造成V减少，计算出重铬酸钠偏低；
②配制c mol?L^-1的KMnO₄标准溶液时，转移操作时有少量溶液洒出，则造成高锰酸钾损失，导致测得亚铁离子浓度测得偏高，计算出重铬酸钠偏高；
故答案为：偏低；偏高；
（5）如果FeSO₄变质，滴定时消耗FeSO₄体积偏多，据此计算出的红矾钠偏大，质量分数偏高；则；FeSO₄溶液是否变质生成Fe₂（SO₄）₃溶液，故需要检验铁离子判断是否变质，一般用硫氰化钾来检验，具体做法为：取少量硫酸亚铁溶液放入试管，滴加几滴硫氰化钾溶液，若溶液变红色，证明由铁离子存在，即硫酸亚铁变质，若无明显现象，则没变质；
故答案为：偏高；少量硫酸亚铁溶液放入试管，滴加几滴硫氰化钾溶液，若溶液变红色，证明由铁离子存在，即硫酸亚铁变质，若无明显现象，则没变质．

点评：本题考查了滴定的应用、离子检验、误差分析，难度不大，分析误差时要分清影响哪些方面，对计算结果造成什么影响．