Question

8．硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O）在医药上作补血剂．某课外研究小组测定该补血剂中铁元素的含量，实验步骤如图：

请回答下列问题：
（1）证明步骤①滤液中含有Fe²⁺的方法是先滴加KSCN溶液，再滴加氯水（或双氧水、稀硝酸），该过程的现象为：溶液开始不变色，后变为血红色．
（2）步骤②加入过量H₂O₂的目的：将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺．
（3）步骤③中反应的离子方程：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓[或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺]．
（4）步骤④中一列处理的操作步骤：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量．
（5）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量0.07ag．
（6）该小组有些同学认为用KMnO₄溶液滴定也能进行铁元素含量的测定．
（5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）
①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻棒、烧杯、胶头滴管外，还需250mL容量瓶．
②上述实验中的KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是b．
a．稀硝酸    b．稀硫酸    c．稀盐酸    d．浓硝酸
③滴定到终点时的颜色为紫或紫红色．若滴定到终点时俯视滴定管刻度线，对测量值有何影响？
偏低（ 填“偏高、偏低或无影响”）．

Answer 1

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）Fe³⁺遇KSCN溶液显血红色，该现象用于检验Fe³⁺存在，可以加入氧化剂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺．检验Fe²⁺可以先滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水或双氧水，溶液变为血红色，说明含有Fe²⁺；
（2）双氧水具有强氧化性，由流程图可知，加入双氧水目的是将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺；
（3）由流程图可知，步骤③是将Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，加入的X可以是碱或氨水；
（4）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量；
（5）根据铁元素守恒可知ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，据此计算．
（6）①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、药匙、玻棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶；
②加入的酸不能具有强氧化性，不能被酸性高锰酸钾氧化，防止影响酸性高锰酸钾溶液的体积，影响测定结果；
③用高锰酸钾溶液滴定亚铁离子时，滴定到终点时溶液会出现紫色或紫红色，若滴定到终点时俯视滴定管刻度线，则读出的高锰酸钾溶液的体积偏小，据此判断；

解答 解：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）Fe³⁺遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe³⁺存在，可以加入氧化剂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺检验Fe²⁺，可以先滴加KSCN溶液，溶液不变色，加入氯水（或双氧水、稀硝酸），发生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，溶液变为血红色，发生Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，说明含有Fe²⁺，
故答案为：氯水（或双氧水、稀硝酸）；溶液开始不变色，后变为血红色；
（2）双氧水具有强氧化性，由流程图可知，加入双氧水目的是将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，
故答案为：将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺；
（3）由流程图可知，步骤③是将Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，加入的X可以是氢氧化钠溶液或氨水，反应方程式为Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓[或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺]，
故答案为：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓[或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺]；
（4）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，
故答案为：洗涤；冷却；
（5）ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量$\frac{ag×\frac{112}{160}}{10}$=0.07ag，故答案为：0.07a；
（6）①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、药匙、玻棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶，故答案为：250mL容量瓶；
②高锰酸钾有强氧化性，能将盐酸氧化，硝酸具有氧化性，能亚铁离子氧化，故只能用稀硫酸酸化，答案为：b；
③用高锰酸钾溶液滴定亚铁离子时，滴定到终点时溶液会出现紫色或紫红色，若滴定到终点时俯视滴定管刻度线，则读出的高锰酸钾溶液的体积偏小，所以会使测量值偏低，
故答案为：紫或紫红；偏低．

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、氧化还原反应滴定、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．