Question

20．Ⅰ．Fe³⁺具有氧化性，实验室测定含碘废液中I^-的含量的过程如下：量取25.00mL废液于250mL锥形瓶中，分别加入5mL 2mol•L^-1 H₂SO₄和10mL 20% Fe₂（SO₄）₃溶液，摇匀．小火加热蒸发至碘完全升华，取下锥形瓶冷却后，加入几滴二苯胺磺酸钠（用作指示剂），用0.02500mol•L^-1标准K₂Cr₂O₇溶液进行滴定到终点．重复3次，数据记录如表：

次数	1	2	3
滴定体积/mL	19.98	20.02	19.00

（1）在盛有废液的锥形瓶中先加入5mL 2mol•L^-1 H₂SO₄的目的是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入H₂SO₄平衡逆向移动，抑制Fe³⁺水解．（用离子方程式和语言叙述解释）
（2）上述过程中涉及的反应：①2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂②6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．
（3）根据滴定有关数据，该废液中I^-含量是15.24g•L^-1．
（4）在滴定过程中，下列操作（其他操作正确）会造成测定结果偏低的是A．
A．终点读数时俯视读数，滴定前平视读数
B．锥形瓶水洗衣后未干燥
C．滴定管未用标准K₂Cr₂O₇溶液润洗
D．盛标准K₂Cr₂O₇溶液的滴定管，滴定前有气泡，滴定后无气泡．
Ⅱ．Fe³⁺和Ag⁺的氧化性相对强弱一直是实验探究的热点．某学习小组同学设计如下实验：

实验编号	实验操作	现象
1	向10mL 3mol/L KNO3酸性溶液（pH=1）中插入一根洁净的Ag丝，并滴加NaCl溶液	无白色沉淀生成
2	向10mL 1mol/L AgNO3溶液中滴加2mL 0.1mol/L FeSO4溶液，振荡，再滴加酸性KMnO4溶液	紫红色不褪去
3	向10mL 1mol/L Fe（NO3）3酸性溶液（pH=1）中插入一根洁净的Ag丝，并滴加NaCl溶液	有白色沉淀生成

请回答：
（5）设计实验①的目的是排除NO₃^-的干扰．
（6）实验③可得出结论是Fe³⁺能氧化Ag．
（7）写出实验②中反应的离子方程式Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag．
（8）根据以上实验，Fe³⁺和Ag⁺的氧化性相对强弱与离子浓度有关．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）量取25.00mL废液于250mL锥形瓶中，分别加入5mL 2mol•L^-1 H₂SO₄和10mL 20% Fe₂（SO₄）₃溶液，铁离子氧化碘离子为单质碘，硫酸抑制铁离子的水解；
（2）取下锥形瓶冷却后，加入几滴二苯胺磺酸钠（用作指示剂），用0.02500mol•L^-1标准K₂Cr₂O₇溶液进行滴定到终点．重铬酸钾在酸性溶液中氧化亚铁离子为铁离子；
（3）依据氧化还原反应定量关系计算，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，6I^-～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-；3次测定溶液体积第3次误差大舍去；
（4）依据滴定过程分析，误差主要是标准溶液体积变化引起，c（待测）=$\frac{c（标准）V（标准）}{V（待测）}$；
Ⅱ．（5）利用实验①验证硝酸根离子在酸性溶液中和银不发生反应；
（6）有白色沉淀生成，生成是氯化钠和硝酸银生成的氯化银白色沉淀，证明铁离子氧化银单质生成银离子；
（7）向10mL 1mol/L AgNO₃溶液中滴加2mL 0.1mol/L FeSO₄溶液，振荡，再滴加酸性KMnO₄溶液，紫红色不褪去说明溶液中无亚铁离子，说明亚铁离子和银离子发生反应生成铁离子和银；
（8）根据以上实验，Fe³⁺和Ag⁺的氧化性相对强弱与离子浓度有关．

解答 解：Ⅰ．（1）在盛有废液的锥形瓶中先加入5mL 2mol•L^-1 H₂SO₄的目的是：溶液中铁离子水解溶液显酸性，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入H₂SO₄平衡逆向移动，抑制Fe³⁺水解，
故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入H₂SO₄平衡逆向移动，抑制Fe³⁺水解；
（2）取下锥形瓶冷却后，加入几滴二苯胺磺酸钠（用作指示剂），用0.02500mol•L^-1标准K₂Cr₂O₇溶液进行滴定到终点．重铬酸钾在酸性溶液中氧化亚铁离子为铁离子，上述过程中涉及的反应：①2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂ ，②6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案为：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
（3）依据氧化还原反应定量关系计算，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，6I^-～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-；3次测定溶液体积第3次误差大舍去与，消耗溶液体积为V=$\frac{19.98+20.02}{2}$ml=20.00ml，
     6I^-～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-，
     6           1
     n        0.02500mol•L^-1×0.0200L
n=0.003mol，
该废液中I^-含量=$\frac{0.03mol×127g/mol}{0.025L}$=15.24g/L，
故答案为：15.24；
（4）依据滴定过程分析，误差主要是标准溶液体积变化引起，c（待测）=$\frac{c（标准）V（标准）}{V（待测）}$，
A．终点读数时俯视读数，滴定前平视读数，读取的标准溶液体积减小，测定结果偏低，故A正确；
B．锥形瓶水洗后未干燥，对待测液的溶质无影响，故B错误；
C．滴定管未用标准K₂Cr₂O₇溶液润洗，消耗标准溶液体积增大，测定结果偏高，故C错误；
D．盛标准K₂Cr₂O₇溶液的滴定管，滴定前有气泡，滴定后无气泡．读取标准溶液体积增大，测定结果偏高，故D错误；
故答案为：A；
Ⅱ．（5）利用实验①验证硝酸根离子在酸性溶液中和银不发生反应，设计实验①的目的是排除NO₃^-的干扰，
故答案为：排除NO₃^-的干扰；
（6）向10mL 1mol/L Fe（NO₃）₃酸性溶液（pH=1）中插入一根洁净的Ag丝，并滴加NaCl溶液，有白色沉淀生成，生成是氯化钠和硝酸银生成的氯化银白色沉淀，证明铁离子氧化银单质生成银离子，说明Fe³⁺能氧化Ag，
故答案为：Fe³⁺能氧化Ag；
（7）向10mL 1mol/L AgNO₃溶液中滴加2mL 0.1mol/L FeSO₄溶液，振荡，再滴加酸性KMnO₄溶液，紫红色不褪去说明溶液中无亚铁离子，说明亚铁离子和银离子发生反应生成铁离子和银，反应的离子方程式为：Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag，
故答案为：Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag；
（8）根据以上实验，Fe³⁺和Ag⁺的氧化性相对强弱与离子浓度有关，
故答案为：浓度．

点评 本题考查了物质组成和成分的实验探究方法和过程分析判断，主要是物质性质和反应现象的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．