题目内容

11.硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)是医药上补血剂的有效成分.某课外小组测定该补血剂中铁元素含量的流程如下(已知其它成分在测定过程中不参与反应),回答下列问题.

(1)写出铁原子的原子结构示意图.
(2)步骤①研细的目的是增大接触面积,加快溶解速率.
(3)证明步骤②滤液中含有Fe2+的方法是取少量滤液于试管中,先滴加KSCN溶液,溶液没有明显变化,再滴加氯水,溶液变为血红色(或取少量滤液于试管中,滴加少量的酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色).
(4)步骤③加入H2O2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+,以便于转化为Fe(OH)3,发生反应的离子方程式是2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O.
(5)步骤④中一系列操作依次是过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量.
(6)假设实验无损耗,正常人每天应补充16.8mg左右的铁,如果全部通过服用上述测定的补血剂片来补充,则正常人每天需服用上述补血剂3片.

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)铁为26号元素,核外不4个电子层,次外层有14个电子,最外层有2个电子,据此画出原子结构示意图;
(2)将固体颗粒研细可以增大接触面积,加快溶解速率;
(3)根据亚铁离子与KSCN溶液无明显现象,氧化生成铁离子会出现血红色,可以检验亚铁离子,也可以根据高锰酸钾溶液的颜色变化检验亚铁离子;
(4)步骤③加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子,进而产生氢氧化铁沉淀;
(5)将氢氧化铁悬浊液过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量可得氧化铁的质量;
(6)根据80mg氧化铁的质量可计算得10片补血剂中所含铁元素的质量,并据此判断;

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)铁为26号元素,核外不4个电子层,次外层有14个电子,最外层有2个电子,原子结构示意图为,
故答案为:;
(2)将固体颗粒研细可以增大接触面积,加快溶解速率,
故答案为:增大接触面积,加快溶解速率;
(3)根据亚铁离子与KSCN溶液无明显现象,氧化生成铁离子会出现血红色,可以检验亚铁离子,也可以根据高锰酸钾溶液的颜色变化检验亚铁离子,所以证明步骤②滤液中含有Fe2+的方法是取少量滤液于试管中,先滴加KSCN溶液,溶液没有明显变化,再滴加氯水,溶液变为血红色(或取少量滤液于试管中,滴加少量的酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色),
故答案为:取少量滤液于试管中,先滴加KSCN溶液,溶液没有明显变化,再滴加氯水,溶液变为血红色(或取少量滤液于试管中,滴加少量的酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色);
(4)步骤③加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子,进而产生氢氧化铁沉淀,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,
故答案为:将Fe2+全部氧化为Fe3+,以便于转化为Fe(OH)3;2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(5)将氢氧化铁悬浊液过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量可得氧化铁的质量,
故答案为:过滤、灼烧;
(6)80mg氧化铁中铁元素的质量为$\frac{112}{160}$×80mg=56mg,所以每片补血剂中所含铁元素的质量为5.6mg,正常人每天应补充16.8mg左右的铁,即应补充3片补血剂,
故答案为:3.

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.

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