Question

硫酸亚铁是一种重要的化工产品，在工业上有重要的用途。学生探究烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等)制备绿矾(FeSO₄·7H₂O式量为278)，并进一步计算产品的纯度。

工艺流程如下所示：

（1）烧渣在进行酸溶时用到的酸为            。

（2）过程中灼烧时产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是

A．品红溶液      B．紫色石蕊溶液      C．酸性KMnO₄溶液   D．红色的酚酞试液

（3）X是        ，此时滤液N中发生反应的离子方程式为             。检验溶液Q中含有的金属阳离子的实验方法是                。

（4）操作III的操作步骤为蒸发浓缩、         、过滤(填操作名称)、          、干燥。

（5）测定绿矾产品中Fe²⁺含量的实验步骤：

a．称取6.0g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0.01mol·L^-1 KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积为40.00mL。(滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O)。

①标准液应盛装在          滴定管中(填“酸式”或“碱式”)，计算上述产品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为         ；

②若在a步操作中，进行定容时仰视刻度线定容，则会使测得的产品中FeSO₄·7H₂O的质量分数       。(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

Answer

（1）硫酸；（2）B；（3）铁粉；Fe+2Fe3+=3 Fe2+ ；取待测液于试管中，滴入几滴KSCN，无明显现象，滴入双氧水或氯水，溶液变血红色，则说明；（4）冷却结晶；洗涤；（5）①酸式滴定管；92.7%；②偏小。

【解析】

试题分析：烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备绿矾，为了减少引入新杂质，所以用硫酸溶解并通入足量氧气，反应后过滤得到滤渣M和溶液N，滤渣M中含硫，灼烧后会产生二氧化硫，溶液N中主要溶质为硫酸铁，加入足量的铁粉反应生成硫酸亚铁，过滤除去多余的铁粉，得到硫酸亚铁溶液，将硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾，

（1）本实验要制备绿矾，为了不引入新杂质，要用硫酸溶解，故答案为：硫酸；

（2）过程中灼烧时产生的气体为SO2，具有还原性和漂白性及酸性氧化物的通性，能使品红褪色，能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应而使其褪色，能与碱反应使红色的酚酞试液褪色，不能使紫色石蕊溶液褪色，故选B；

（3）根据流程分析可知，溶液N中主要溶质为硫酸铁，要制得绿矾要加铁粉，反应的离子方程式为 Fe+2Fe3+=3 Fe2+，检验亚铁离子的方法是取待测液于试管中，滴入几滴KSCN，无明显现象，滴入双氧水或氯水，溶液变血红色，则说明溶液中含有亚铁离子，故答案为：铁粉； Fe+2Fe3+=3 Fe2+；取待测液于试管中，滴入几滴KSCN，无明显现象，滴入双氧水或氯水，溶液变血红色，则说明溶液中含有亚铁离子；

（4）从硫酸亚铁溶液中得到绿矾，要将硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：冷却结晶、洗涤；

（5）①高锰酸钾有强氧化性，应用酸式滴定管，高锰酸钾的物质的量为0.01mol•L-1×0.04L=0.0004mol，根据电子得失守恒有关系式KMnO4～5FeSO4•7H2O，则6.0g产品中含有FeSO4•7H2O的质量0.0004mol××5×278g/mol=5.56g，所以FeSO4•7H2O的质量分数为×100%=92.7%，故答案为：酸式；92.7%；

②若在a步操作中，进行定容时仰视刻度线定容，则所得样品溶液浓度偏小，消耗的高锰酸钾的体积也会偏小，根据①的计算可知测得的产品中FeSO4•7H2O的质量分数偏小，故答案为：偏小。

考点：考查了物质含量的测定、制备实验方案的设计等相关知识。