Question

（16分）氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：

（1）①加碳酸钠溶液并小火加热的操作目的是                ；

②操作Ⅰ的名称是________，操作Ⅱ的名称是_________；

（2）①流程所发生的反应为FeSO₄ + 2NH₄HCO₃ = FeCO₃↓+ (NH₄)₂SO₄ + CO₂↑过程中，加入稍过量的NH₄HCO₃溶液后,且要控制溶液的为6.8～7.2之间。加入稍过量的目的是             ，溶液的pH不能过低的原因是                                 。

②检验滤液B中含有NH₄⁺的方法是                          。

（3）有些同学认为KMnO₄溶液滴定能进行铁元素含量的测定。

a．称取2.850g绿矾（FeSO₄·7H₂O）产品，配成250mL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/LKMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL。

①写出酸性KMnO₄溶液与FeSO₄ 溶液反应的离子方程式                            。

②用KMnO₄标准溶液滴定时应选用______滴定管(填“酸式”或“碱式”)。

③计算上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为    [已知M(FeSO₄·7H₂O)=278g/mol] 。

Answer

（1）①去除油污（2分） ②过滤、洗涤（4分，各2分）

（2）①使FeCO3沉淀完全；FeCO3沉淀量少，NH4HCO3与酸反应。（4分，各2分）②取少量样品于试管中，加入足量浓烧碱溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体（3分）

（3）①5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O （2分） ②酸式 （1分）。③0.9754（或97.54%） （2分）

【解析】

试题分析：铁屑中加入碳酸钠溶液并加热是为了除去铁屑表面的一些油污，加入稀硫酸后生成FeSO4，过滤得到滤渣和滤液A，滤液A中主要有H2SO4和FeSO4，加入NH4HCO3可以和H2SO4、FeSO4反应得到FeCO3沉淀，滤液B主要是（NH4）2SO4和NH4HCO3，得到FeCO3沉淀表面还有一些杂质，需要洗涤。（1）①加碳酸钠溶液并小火加热的操作目的是去除油污；②操作Ⅰ是分离溶液和固体，是过滤，操作Ⅱ的名称是洗涤。（2）①NH4HCO3稍过量的目的是使FeCO3沉淀完全；溶液的pH过低的话FeCO3沉淀量少，NH4HCO3与酸反应。②检验滤液B中含有NH4+的方法是取少量样品于试管中，加入足量浓烧碱溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。（3）①酸性KMnO4溶液与FeSO4 溶液反应的离子方程式为：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。②KMnO4溶液有强氧化性，不能用碱式滴定管装，会腐蚀碱式滴定管的橡皮管，故用酸式滴定管装。③根据方程式中的Fe2＋和MnO4－的关系，Fe2＋的物质的量为：0.01000mol/L×20.00mL×10-3×5=10-3mol，2.850g绿矾配成的250mL溶液中Fe2＋的物质的量为10-3mol×10=10-2mol；则m(FeSO4·7H2O)= 10-2mol ×278g/mol=2.78g，FeSO4·7H2O的质量分数为：2.78g÷2.850g=0.9754=97.54%。

考点：化工流程题的解题方法、酸碱中和滴定、物质的分离、氧化还原反应方程式的书写。