Question

硫酸亚铁晶体（FeSO₄?7H₂O）在医药上作补血剂．为测定补血剂中铁元素含量，甲同学设计了如图方案：请回答下列问题：

（1）写出步骤②反应的离子方程式：

 

．
（2）步骤②中除了H₂O₂外还可以使用的物质是

 

（任写一种）．
（3）步骤④中一系列操作中包括洗涤沉淀，其操作方法是

 

．
乙同学采用滴定法测定铁元素的含量，取5片除去糖衣（非还原糖）后的硫酸亚铁补血剂药片（共1.500g），研细后用蒸馏水溶解并加入H₂SO₄溶液和H₃PO₄溶液，配成100mL溶液．取该溶液20.00mL与锥形瓶中，用1.200×10^-2mol?L^-1的KMnO₄溶液滴定，消耗KMnO₄溶液的体积为15.00mL．设计的离子方程式Fe²⁺+MnO₄^-+H^--Fe³⁺+Mn²⁺+H₂O（未配平）、Fe³⁺（黄色）+2H₃PO₄=H₃[Fe（PO₄）₂]（无色）+3H⁺
（4）实验前，若要精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，称量结束后配制时需要的仪器除玻璃棒、烧杯外，还需

 

（填仪器名称）．
（5）滴定过程中KMnO₄溶液盛放在

 

（填“酸”或“碱”）式滴定管中，H₃PO₄的作用是

 

．
（6）滴定过程中

 

（填“需要”或“不需要”）加入指示剂．
（7）根据实验数据，计算该补血剂中铁元素的含量是

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

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）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．
（2）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，加入其他物质所起作用同样是把Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺；
（3）洗涤沉淀在过滤器中进行，用水浸没沉淀，让水自然流下，重复操作2-3次；
（4）精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器有天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管，250mL容量瓶；
（5）酸性高锰酸钾具有强氧化性，应放在酸式滴定管中；根据题给信息可知磷酸所起作用；
（6）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；
（7）配平反应的离子方程式：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，以此计算．

解答： 解：（1）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．
（2）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，加入其他物质所起作用同样是把Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，考虑不能引入新的杂质，故可用氯水来氧化亚铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；故答案为：氯水；
（3）洗涤沉淀在过滤器中进行，用水浸没沉淀，让水自然流下，重复操作2-3次；故答案为：向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待蒸馏水流完后，重复操作2～3次；
（5）精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器有天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管，250mL容量瓶；
故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；
（5）酸性高锰酸钾具有强氧化性，应放在酸式滴定管中；根据题给信息可知Fe³⁺（黄色）+2H₃PO₄=H₃[Fe（PO₄）₂]（无色）+3H⁺，可消除铁离子的黄色对对滴定终点的干扰；故答案为：酸；消除Fe³⁺的颜色干扰；
（6）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，故不需要加指示剂；故答案为：不需要；
（7）反应需要的高锰酸钾的物质的量为=1.200×10^-2mol?L^-1×0.015L=1.8×10^-4mol
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
    5mol  1mol
    n    1.8×10^-4mol  
   n=

5mol×1.8×10-4mol

1mol

=9×10^-4mol，
则1.500g硫酸亚铁补血剂药片含铁的质量为9×10^-4mol×5×56g/mol=0.252g，所以该补血剂中铁元素的含量为

0.252g

1.5g

×100%=16.8%，
故答案为：16.8%．

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．