Question

某实验小组用工业上废渣（主要成分Cu₂S和Fe₂O₃）制取粗铜和绿矾（FeSO₄·7H₂O）产品，设计流程如下：

（1）气体a为_______

（2）固体B的主要成分为_______

（3）溶液B在空气中放置有可能变质，如何检验溶液B是否变质：_______

（4）下列实验操作中，步骤⑤中需要用到的是_______（填字母）。

（5）为测定产品中绿矾的质量分数，称取40.000g样品溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol·L^-1酸性KMnO₄溶液进行滴定，实验所得数据如下表所示：

滴定次数	1	2	3	4
KMnO4溶液体积/mL	20.80	20.02	19.98	20.00

① 请写出有关滴定的离子方程式_______

② 第1组实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是_______（填代号）。

a.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗    b.锥形瓶洗净后未干燥

c.滴定前尖嘴有气泡，滴定后气泡消失          d.滴定终点时俯视读数

③ 根据表中数据，计算所得产品中绿矾的质量分数为_______ (保留4位有效数字)

Answer

SO2Fe、Cu取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红则溶液变质，反之则没有变质b、cMnO4－+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2Oa、c69.50℅

【解析】废弃固体主要成分Cu2S和Fe2O3，灼烧废气固体发生反应Cu2S+2O2 SO2+2CuO，所以气体a是SO2，固体A是CuO和Fe2O3，固体A和稀硫酸混合，发生的反应为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，所以溶液A中成分为CuSO4、Fe2(SO4)3，向溶液A中加入过量Fe屑，发生反应CuSO4+Fe=FeSO4+Cu、2Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4，所以固体B成分是Fe、Cu，滤液B成分为FeSO4，固体B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反应生成FeSO4，Cu和稀硫酸不反应，过滤得到固体粗铜。

(1)根据上述分析，气体a为SO2，故答案为：SO2；

(2)固体B的主要成分为Fe、Cu，故答案为：Fe、Cu；

(3)滤液B成分为FeSO4，在空气中放置有可能被氧化为硫酸铁而变质，可以滴加KSCN溶液，若溶液变红则溶液变质，反之则没有变质，故答案为：取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红则溶液变质，反之则没有变质；

(4)步骤⑤是在还原性体系中蒸发浓缩结晶过滤，所以涉及的装置为：bc，故答案为：bc；

(5)①用0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定绿矾的的离子方程式为MnO4－+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，故答案为：MnO4－+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；

②第1组实验数据出现异常，消耗高锰酸钾溶液体积变大。a．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗，标准液的浓度变小，消耗高锰酸钾溶液体积变大，故正确；b．锥形瓶洗净后未干燥，无影响，故错误；c．滴定前尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，高锰酸钾溶液体积变大，故正确；d．滴定终点时俯视读数，高锰酸钾溶液体积变小，故错误；故选：ac；

③ 第一组数据误差较大，应删除，第2、3、4组求平均值，消耗KMnO4溶液体积为：=20ml，由10FeSO4+8H2SO4+2KMnO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O得：

10FeSO4～～2KMnO4，

10×152      2

m         20ml×0.1000mol•L-1×10-3

m==1.52g，所以绿矾的物质的为量为：×=0.1mol；所以绿矾的质量分数为：×100%=69.5%，故答案为：69.5%。