Question

高纯度的绿矾（FeSO₄·7H₂O）是治疗缺铁性贫血的特效药。下面是以商品级纯度铁屑（含少量锡等杂质）生产绿矾的一种方法：

已知：在H₂S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5。

（1）检验所得绿矾晶体中是否含有Fe^3＋的实验操作是___________________________。

（2）操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH＝2的目的是_______________________；

通入硫化氢至饱和的目的是：①除去操作I所得溶液中含有的Sn^2＋等杂质离子；

②除去Fe³⁺，反应的离子方程式为___________________________。

（3）操作IV的顺序依次为：___________、降温结晶。

（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：

①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②____________________________。

（5）测定绿矾产品中Fe^2＋含量的方法是：

a．称取2.8500g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；

b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；

c．用硫酸酸化的0.01000mol·L^—1 KMnO₄溶液滴定至终点，反应为：

5Fe^2＋＋MnO₄^—＋8H^＋＝5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O

消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL。

计算上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为______________________。

Answer

（15分）

（1）取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，（或滴加苯酚溶液，不出现紫色）表明不含有Fe3+（3分）

（2）使Sn2+完全变成SnS沉淀，而Fe2+不沉淀（2分）

2Fe3++H2S＝2Fe2++S+2H+（3分）

（3）蒸发浓缩（或蒸发） （2分）

（4）降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗（2分）

（5）97.54%（97.5%或0.9754或0.975）（3分）

【解析】

试题分析：（1）检验所得绿矾晶体中是否含有铁离子的实验操作是利用铁离子遇到硫氰化钾显红色，操作为取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，（或滴加苯酚溶液，不出现紫色）表明不含有Fe3+（2）已知在硫化氢饱和溶液中，硫化锡沉淀完全时溶液的pH为1.6，硫化亚铁开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH=5.5，操作二在溶液中用硫酸酸化到pH=2的目的是，在溶液pH=2时锡离子完全沉淀，而亚铁离子不沉淀，通入硫化氢到饱和的目的是硫化氢具有还原性，可以防止亚铁离子被氧化。2Fe3++H2S＝2Fe2++S+2H+（3）从溶液中得到晶体，需要对溶液进行加热蒸发浓缩，结晶析出，过滤洗涤等。（4）冰水温度低，物质溶解度减小，可以洗去沉淀表面的杂质离子，降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗。（5）根据亚铁离子与高锰酸钾的比例关系计算，亚铁离子的物质的量为0.001摩尔，则250mL总含有亚铁为0.001×250/25=0.01摩尔，则硫酸亚铁晶体的质量为0.01×278=2.78g，质量分数为2.78/2.85=97.54%

考点：铁盐或亚铁盐的相互转化，氧化还原反应的计算，制备实验方案的设计