Question

某化学兴趣小组需100mL某物质的量浓度的FeSO₄溶液作标准试剂，现有外观颜色发黄的硫酸亚铁晶体、浓硫酸、稀盐酸、KMnO₄溶液、溴水、KSCN溶液、石蕊、酚酞及中学化学常用化学仪器，实验过程如下：

Ⅰ．配制FeSO₄溶液

（1）下列关于FeSO₄溶液配制操作步骤的合理顺序为A→B→__________（填字母）．

A．在盛适量水的烧杯中滴加少量浓H₂SO₄后搅拌均匀并冷却到室温

B．称取一定质量的FeSO₄晶体样品

C．将样品溶于已配制的稀H₂SO₄中，用玻璃棒搅拌至样品充分溶解

D．过滤后，将滤液转移到容量瓶中，加水稀释至指定刻度

E．往硫酸亚铁溶液中加入稍过量的铁粉，充分搅拌，静置一段时间至不再有气体冒出为止

Ⅱ．标定FeSO₄溶液的浓度

（1）用滴定管量取20.00mL FeSO₄溶液放入锥形瓶中，用0.10mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液滴至终点，耗去KMnO₄溶液20.00mL，若生成物中Mn元素全部呈+2价，据此可测得FeSO₄溶液的物质的量浓度为______mol•L^-1．

（2）滴定时选用________（A．石蕊 B．酚酞 C．不用指示剂，填字母）为指示剂，理由是__________．

Answer

I（1）A→B→C→E→D；II.（1）0.5；（2）C；KMnO4本身是紫色溶液，当滴定结束，不再反应，加入最后一滴KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色不再褪去，且半分钟颜色不变，说明滴定到终点。

【解析】

试题分析：Ⅰ.（1）FeSO4是强酸弱碱盐，电离产生的Fe2+容易发生水解反应，使溶液变浑浊，为了抑制盐的水解，一般先将盐溶解在适量的稀硫酸中，然后再加水稀释至相应的浓度；而Fe2+容易被空气中的氧气氧化产生Fe3+，为了防止其氧化，要向溶液中加入一定量的还原铁粉，发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，使变质的再还原为Fe2+，根据溶液的配制的操作进行排序，配制稀硫酸、称量、溶解于稀酸中、加入铁粉（除去铁离子，防止亚铁离子被氧化）、过滤、滤液移入容量瓶、定容，故操作步骤顺序为：A→B→ C→E→D；Ⅱ.（1）酸性条件下，Fe2+被MnO4-氧化为Fe3+，MnO4-被还原为Mn2+，同时生成水，反应的离子方程式为：5Fe2++8H++MnO4-═5Fe3++Mn2++4H2O；n(MnO4-)= c·V= 0.10mol•L-1× 0.02L= 0.002mol，则根据方程式中二者的物质的量关系可得n(Fe2+)=5 n(MnO4-)=5×0.002mol=0.01mol,所以FeSO4溶液浓度为c(FeSO4)=0.01mol÷0.02L=0.5mol/L；（2）由于KMnO4溶液为紫色，当滴入FeSO4溶液中时，发生反应变为无色的Mn2+；若滴定完全，KMnO4不再消耗，溶液就会由无色变为紫色，因此滴定时不需要加入指示剂，判断滴定终点的方法是：加入最后一滴KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色不再褪去，且半分钟颜色不变，说明滴定到终点，不需要用指示剂。

【考点定位】考查盐溶液的配制步骤、滴定方法在物质浓度测定的应用的知识。

【名师点睛】配制溶液的一般步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀。对于配制FeSO4溶液，由于该盐是强酸弱碱盐，弱碱金属阳离子容易发生水解反应使溶液变浑浊，因此要先将其弱碱在水解产生的相应的酸溶液中，就要首先配制硫酸溶液，硫酸溶于水放出热量，会促进盐水解程度增大，故要等稀硫酸冷却后再溶解FeSO4固体；FeSO4有还原性，容易被空气中的氧气氧化产生硫酸铁，因此在配制溶液时要加入还原铁粉，预防其变质。可见配制FeSO4溶液，要比配制一般的溶液步骤繁琐。物质发生反应时物质的量的比等于方程式中化学计量数的比。只要滴定时KMnO4溶液的物质的量确定，则溶液中FeSO4物质的量就可以确定，然后结合,就可以确定其物质的量浓度，关键是滴定终点的判断。可以外加指示剂，也可以利用物质本身颜色变化确定，只要是滴定最后一滴溶液，溶液的颜色发生明显变化，半分钟内颜色不复原，就可以确定滴定终点。