Question

（15分）医疗上绿矾（FeSO₄·7H₂O）是治疗缺铁性贫血的特效药。某化学兴趣小组对绿矾进行了如下的探究：

Ⅰ．【制备产品】

该小组由废铁屑（含少量氧化铜、氧化铁等杂质），用如图所示装置制备FeSO₄•7H₂O晶体，步骤如下：

（1）预处理：先将废铁屑加入到饱和Na₂CO₃溶液中洗涤，目的是___________，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍。

（2）将洗涤后的废铁屑加入到圆底烧瓶中，并持续通入N₂，N₂的作用是_____________。

（3）再加入足量稀硫酸，控制温度50℃～80℃之间，充分反应后，圆底烧瓶中剩余的固体为_____________。

（4）获取产品：先向步骤（3）中反应后的混合物中加入少许蒸馏水，趁热过滤，_________________。滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干，密闭保存。

Ⅱ．【测定FeSO₄•7H₂O含量】

（1）称取上述样品10．0g，溶于适量的稀硫酸中，配成100mL溶液，需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要的仪器有（填仪器名称）___________________、_________________。

（2）准确量取25mL该液体于锥形瓶中，用0．1000mol/L KMnO₄标准溶液滴定，则滴定终点的判断方法是_______________。

（3）用同样的方法滴定3次，平均消耗10．00mL标准液，该样品中FeSO₄•7H₂O的质量分数为_____________。（已知Mr（FeSO₄•7H₂O）=278）。

（4）若测量结果偏小，则可能是在定容时__________________（填“俯视”或“仰视”）读数。

Answer

（除特殊标注外，每空2分，共15分）Ⅰ．（1）洗去铁屑表面的油污

（2）排除装置中的空气或氧气 （3）Cu （4）冷却 结晶

Ⅱ．（1）100mL容量瓶（1分） 胶头滴管（1分）

（2）当最后一滴标准液滴入时，溶液变为红色，且30s内不褪色

（3）55．6% （4）俯视（1分）

【解析】

试题分析：I．（1）碳酸钠的水溶液显碱性，可以除去铁屑表面的油污；

（2）FeSO4易被氧气氧化，持续通入N2排除装置中的空气或氧气；

（3）氧化铜、氧化铁与硫酸反应生成硫酸铜和硫酸铁，铁单质与硫酸铜和硫酸铁反应生成硫酸亚铁和铜单质；

（4）洗涤、过滤、冷却结晶可得FeSO4•7H2O晶体；

II．（1）步骤为：计算→称量→溶液→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶→贴签，需要使用的仪器有：100mL 容量瓶，托盘天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管，量筒可用可不用；

（2）可利用KMnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点时，再滴加KMnO4溶液时，溶液将由无色变为紫红色；

（3）测定样品中Fe2+的含量，采用在酸性条件下KMnO4标准液滴定，Fe2+→Fe3+，铁元素化合价升高1价；MnO4-→Mn2+，锰元素降低5价，化合价升降最小公倍数为5，故Fe2+系数为5，MnO4- 系数为1，根据元素守恒可知Mn2+与Fe3+系数分别为1、5，根据电荷守恒可知缺项为H+，H+其系数为2+3×5-[2×5-1]=8，根据H元素守恒可知H2O系数是4，所以反应离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+＝Mn2++5Fe3++4H2O。令Fe2+的物质的量为xmol，则：

5Fe2+～～～～～～MnO4-

5 1

xmol 0．01L×0．1mol/L

所以x=0．01×0．1mol/L×5=0．005mol

所以样品中FeSO4•7H2O的质量0．005mol×4×278g/mol=5．56g，所以4g产品中FeSO4•7H2O的质量分数为×100%=55．6%。

（4）定容时仰视体积偏大，浓度偏小。

考点：本题考查物质的制备与含量的测定