题目内容
【题目】某同学将铁铝合金样品溶解后取样25.00 mL,分离并测定Fe3+的浓度,实验方案设计如下:
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已知:乙醚[(C2H5)2O]是一种易挥发、易燃、有麻醉性的有机化合物,沸点为34.5 ℃,微溶于水。在较高的盐酸浓度下,Fe3+与HCl、乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]而溶于乙醚;当盐酸浓度降低时,该化合物解离。
请回答:
(1)操作A的名称是____________。
(2)经操作A后,为判断Fe3+是否有残留,请设计实验方案___________。
(3)滴定前,加入的适量溶液B是________。
A.H2SO3H3PO4 B.H2SO4H3PO4 C.HNO3H3PO4 D.HIH3PO4
(4)滴定达到终点时,消耗0.100 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液6.00 mL。根据该实验数据,试样X中c(Fe3+)为________。
(5)上述测定结果存在一定的误差,为提高该滴定结果的精密度和准确度,可采取的措施是________。
A.稀释被测试样 B.减少被测试样取量
C.增加平行测定次数 D.降低滴定剂浓度
【答案】 分液 从溶液Ⅱ中取样,滴加KSCN溶液,显血红色说明残留Fe3+,显无色说明无残留 B 0.576 mol·L-1 CD
【解析】含Fe3+、Al3+试样X溶液25mL,加入适量浓盐酸和乙醚,在较高的盐酸浓度下,Fe3+与HCl、乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]而溶于乙醚,乙醚微溶于水,分层后通过分液分离得到溶液Ⅱ为Al3+的溶液,和溶液Ⅰ是乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]的溶液,当盐酸浓度降低时,该化合物解离,加入水解离后,通过蒸馏法除去乙醚,得到含铁离子的水溶液,定容至100mL,取25.00mL溶液,滴入适量还原剂得到Fe2+离子的溶液,加入指示剂,滴定前,加入的适量溶液B为非氧化性离子和还原性的酸,用重铬酸钾溶液滴定至终点,据此解答。
(1)根据以上分析可知操作A是利用在较高的盐酸浓度下,Fe3+与HCl、乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]而溶于乙醚,乙醚微溶于水,分层后通过分液分离得到溶液Ⅱ为Al3+的溶液,和溶液Ⅰ是乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]的溶液,操作A的名称为分液;
(2)依据铁离子遇到KSCN溶液变红色设计实验检验铁离子的存在,即从溶液Ⅱ中取样,滴加KSCN溶液,显血红色说明残留Fe3+,显无色说明无残留;
(3)滴定需要的酸性环境,所需酸不能具有还原性、氧化性,不能被氧化剂氧化,也不能被亚铁离子还原,则
A.H2SO3-H3PO4中亚硫酸具有还原性,也会被氧化剂氧化,消耗标准溶液增大,产生误差,A错误;
B.H2SO4-H3PO4中酸为非氧化性酸,可以提供酸性环境且不影响测定反应,B正确;
C.HNO3-H3PO4中硝酸具有强氧化性,可以氧化亚铁离子,导致滴入氧化剂标准溶液减少,产生误差,C错误;
D.HI-H3PO4中HI酸是还原性酸,也可以消耗滴入的氧化剂,消耗标准溶液增大,产生误差,D错误;
答案为B;
(4)依据离子反应定量关系计算,定达到终点时,消耗0.1000 molL-1K2Cr2O7溶液6.00mL,物质的量=0.1000mol/L×0.00600L=0.00060mol。反应为
Cr2O72-+6Fe2++H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
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0.00060mol 0.00360mol
c=0.00360mol÷0.0250L=0.144mol/L
则试样X中c(Fe3+)=0.144mol/L×100/25=0.576mol/L;
(5)上述测定结果存在一定的误差,为提高该滴定结果的精密度和准确度,可以重复几次实验,数值取平均值,减少误差,滴定溶液浓度越小,测定结果越准确。则
A.稀释被测试样,浓度减小,测定误差会增大,A错误;
B.减少被测试样取量,和滴定结果的精密度和准确度无关,B错误;
C.增加平行测定次数,减少测定带来的误差,可以提高准确度,C正确;
D.降低滴定剂浓度,反应终点判断更准确.滴定结果的精密度高,D正确;
答案为CD。