Question

（17分）绿矾晶体（FeSO₄·7H₂O，M=278g/mol）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。实验室利用硫酸厂的烧渣（主要成分为Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂），制备绿矾的过程如下：

试回答：

（1）操作I为              （填写操作名称）。

（2）操作III的顺序依次为：       、冷却结晶、过滤  、      、干燥。

（3）试剂Y(一种单质)与溶液X反应的离子方程式为                   。

（4）某同学用酸性KMnO₄溶液测定绿矾产品中Fe²⁺含量：

a.称取11.5g绿矾产品，溶解，配制成1000mL溶液；

b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；

c.用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL。

①步骤a配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外，还需          

②该同学设计的下列滴定方式，最合理的是           (夹持部分略去)(填字母序号)

③滴定时发生反应的离子方程为：              

④若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视KMnO₄溶液液面，其它操作均正确，则使测定结果   （填“偏高”“偏低”“无影响”）。

⑤计算上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为        

Answer

⑴ 过滤 ⑵ Fe+2Fe3+= 3Fe2+ Fe+2H+=Fe2++H2↑ ⑶ 蒸发浓缩、洗涤 ⑷ ①1000mL容量瓶

②b ③ 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H20 ④偏低 ⑤ 96.7%

【解析】

试题解析：⑴烧渣与H2SO4和O2反应后，形成了固体和溶液，所以操作Ⅰ为过滤；⑵Y为Fe2(SO4)3 和过量H2SO4，要加Fe将它们转化成FeSO4，反应为：Fe+2Fe3+= 3Fe2+，Fe+2H+=Fe2++H2↑；⑶从FeSO4的水溶液中获得晶体：蒸发浓缩，结晶析出，过滤洗涤，洗涤、干燥；⑷①配制成1000mL溶液，还需要用1000mL容量瓶；②酸性高锰酸钾具有强氧化性，可以发生橡皮管，应盛放在酸式滴定管内，硫酸亚铁溶液呈酸性，应盛放在酸式滴定管内，故b最合适；③酸性高锰酸钾具有强氧化性，将Fe2＋氧化为Fe3＋，被还原为Mn2＋，同时生成水，反应离子方程式为5Fe2＋+MnO4－+8H＋=5Fe3＋+Mn2＋+4H2O；④在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视KMnO4溶液液面，则所得消耗酸性KMnO4溶液的体积偏小，所测得的Fe2＋ 的含量低，故答案为：溶液由无色变为紫红色，30秒内不变色；偏低；⑤用硫酸酸化的0.01000mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL；依据反应方程式进行计算：

5Fe2＋ + MnO4－ + 8H＋ ═ 5Fe3＋ + Mn2＋ + 4H2O

5 1

n（Fe2＋） 0.01000mol·L－1×0.0200L

计算得：n（Fe2＋）=0.001mol；则1000mL溶液中含Fe2＋=0.001mol×1000/25=0.04mol；FeSO4·7H2O物质的量为0.04mol，质量=0.04mol×278g·mol－1=11.12g；质量分数=×100%=96.70%。

考点：硫酸亚铁的制备