Question

结晶硫酸亚铁部分失水时，分析结果如仍按FeSO₄?7H₂O的质量分数计算，其值会超过100%．国家标准规定，FeSO₄?7H₂O的含量：一级品99.50%～100.5%；二级品99.00%～100.5%；三级品98.00%～101.0%．
为测定样品中FeSO₄?7H₂O的质量分数，可采用在酸性条件下与高锰酸钾溶液进行滴定．5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺→5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
测定过程：粗配一定浓度的高锰酸钾溶液1L，然后称取0.200g 固体Na₂C₂O₄（式量为134.0）放入锥形瓶中，用蒸馏水溶解并加稀硫酸酸化，加热至70℃～80℃．
（1）若要用滴定法测定所配的高锰酸钾溶液浓度，滴定终点的现象是

 

．
（2）将溶液加热的目的是

 

；反应刚开始时反应速率较小，其后因非温度因素影响而增
大，根据影响化学反应速率的条件分析，其原因可能是

 

．
（3）若滴定时发现滴定管尖嘴部分有气泡，滴定结束气泡消失，则测得高锰酸钾浓度

 

（填“偏大”“偏小”“无影响”）．
（4）滴定用去高锰酸钾溶液29.50mL，则c（KMnO₄）=

 

mol/L（保留四位有效数字）．
（5）称取四份FeSO₄?7H₂O试样，质量均为0.506g，用上述高锰酸钾溶液滴定达到终点，记录滴定数据

	1	2	3	4
V（高锰酸钾）/mL（初读数）	0.10	0.20	0.00	0.20
V（高锰酸钾）/mL（终读数）	17.76	17.88	18.16	17.90

该试样中FeSO₄?7H₂O的含量（质量分数）为

 

（小数点后保留两位），符合国家

 

级标准．
（6）如实际准确值为99.80%，实验绝对误差=

 

%
如操作中并无试剂、读数与终点判断的失误，则引起误差的可能原因是：

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）依据滴定实验过程和试剂滴入顺序可知，滴入高锰酸钾溶液最后一滴，溶液变红色，半分钟内不变证明反应达到终点；
故答案为：滴入最后1滴KMnO₄溶液后，溶液变为浅红色，且半分钟不褪去；
（2）加热加快反应速率，反应过程中生成的锰离子对反应有催化作用分析；
（3）若滴定时发现滴定管尖嘴部分有气泡，滴定结束气泡消失，消耗高锰酸钾待测溶液体积增大，则测得高锰酸钾浓度减小；
（4）2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，依据化学反应定量关系，计算所标定高锰酸钾溶液的浓度；
（5）依据图表数据计算，第三次实验数据相差大舍去，计算其他三次的平均值，利用反应定量关系计算亚铁离子物质的量得到FeSO₄?7H₂O的含量，结合题干信息判断符合的标准；
（6）测定含量-实际含量得到实验绝对误差，亚铁离子溶液中易被空气中氧气氧化分析可能的误差；

解答： 解：（1）依据滴定实验过程和试剂滴入顺序可知，滴入高锰酸钾溶液最后一滴，溶液变红色，半分钟内不变证明反应达到终点；
（2）粗配一定浓度的高锰酸钾溶液1L，然后称取0.200g 固体Na₂C₂O₄（式量为134.0）放入锥形瓶中，用蒸馏水溶解并加稀硫酸酸化，加热至70℃～80℃，加热加快反应速率，反应刚开始时反应速率较小，其后因非温度因素影响而增大，根据影响化学反应速率的条件分析，其原因可能是反应过程中生成的锰离子对反应有催化作用分析；
故答案为：加快反应速率，反应开始后生成Mn²⁺，而Mn²⁺是上述反应的催化剂，因此反应速率加快；
（3）若滴定时发现滴定管尖嘴部分有气泡，滴定结束气泡消失，消耗高锰酸钾待测溶液体积增大，溶质不变则测得高锰酸钾浓度减小；
故答案为：偏小；
（4）0.200g 固体Na₂C₂O₄（式量为134.0），n（C₂O₄^2-）=

0.200g

134g/mol

=0.0014925mol，依据化学反应定量关系，计算所标定高锰酸钾溶液的浓度；
2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
2      5
n       0.0014925mol
n=0.000597mol
滴定用去高锰酸钾溶液29.50mL，
则c（KMnO₄）=

0.000597mol

0.02950L

=0.02024mol/L；
故答案为：0.02024；
（5）依据图表数据计算，第三次实验数据相差大舍去，
计算其他三次的平均值=

17.76ml-0.10ml+17.88ml-0.20ml+17.90ml-0.20ml

3

=17.68ml，利用反应定量关系计算亚铁离子物质的量得到FeSO₄?7H₂O的含量，
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺→5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
5      1
n     0.01768L×0.02024mol/L
n=0.001789mol
FeSO₄?7H₂O的含量=

0.001789mol×278g/mol

0.5060g

×100%=98.30%，三级品98.00%～101.0%
结合题干信息判断符合的标准三级品；
故答案为：98.30%，三；
（6）测定含量-实际含量得到实验绝对误差=98.30%-99.80%=-1.5%，亚铁离子溶液中易被空气中氧气氧化为铁离子，高锰酸钾溶液用量减小引起误差；
故答案为：-1.5%，空气中氧气氧化了亚铁离子使高锰酸钾用量偏小．

点评：本题考查了溶液标定过程分析计算，滴定实验的分析应用和数值处理方法，氧化还原反应定量计算，掌握基础是关键，题目难度中等．