Question

铁及其化合物在生产、生活中应用广泛，研究铁及其化合物的应用意义重大。

（1）绿矾是一种重要的硫酸盐，其化学式为FeSO₄·7H₂O，某化学兴趣小组通过实验探究来测定某绿矾样品中FeSO₄·7H₂O的含量，步骤如下：

i.称取上述样品9.0g，配成250 mL准确浓度的FeSO₄溶液；

ii.最取25.00 mL上述溶液于锥形瓶中，用0.02000 mol·L^－1的酸性KMnO₄溶液与之完全反应，消耗KMnO₄溶液30.00 mL（杂质不与KMnO₄溶液反应）。

①配制FeSO₄溶液时，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、___；配制溶液过程中未洗涤烧杯、玻璃棒，会造成所配溶液浓度____（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

②步骤ii中反应的离子方程式为5Fe^2＋＋MnO₄^－＋X＝5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O，则X的化学式为______，其系数为______。

③该样品中FeSO₄·7H₂O的质量百分含量为____（计算结果保留1位小数）。

（2）工业上用氯化铁腐蚀铜箔制造电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并获得氯化铁溶液，准备采用下列步骤：

回答下列问题：

①请写出试剂a的化学式____，试剂b的名称____。

②滤液X、Z中均含有同一种溶质，它们转化为氯化铁溶液的离子方程式为________。

Answer

250mL容量瓶 偏小 H+ 8 92.7% Fe 盐酸 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－

【解析】

⑴①配成250 mL准确浓度的FeSO4溶液，需要用到的玻璃仪器，再根据公式进行误差分析；②根据质量守恒和电荷守恒得到X的化学式和系数；③根据方程式得到关系式5FeSO4·7H2O — KMnO4，先计算物质的量，再计算百分含量。

⑵①氯化铁腐蚀铜箔制造电路板得到FeCl2、CuCl2，将铜置换出来，则要加入过量Fe，滤渣Y主要是Cu、Fe，将Fe除掉，加入盐酸；②滤液FeCl2与Cl2反应生成FeCl3。

⑴①配成250 mL准确浓度的FeSO4溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、250mL容量瓶；配制溶液过程中未洗涤烧杯、玻璃棒，溶质质量减少，因此会造成所配溶液浓度偏小；故答案为：250mL容量瓶；偏小。

②步骤ii中反应的离子方程式为5Fe2＋＋MnO4－＋X＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，根据质量守恒和电荷守恒得到X的化学式为H+，其系数为8。

③根据方程式得到关系式5FeSO4·7H2O — KMnO4，25.00 mL上述溶液n(Fe2＋)= 0.02000 mol·L－1×0.03L ×5= 3×10−3mol，则9.0g样品中n(FeSO4·7H2O)= n(Fe2＋)= 3×10−3mol×10 = 3×10−2mol，该样品中FeSO4·7H2O的质量百分含量；故答案为：92.7%。

⑵①氯化铁腐蚀铜箔制造电路板得到FeCl2、CuCl2，将铜置换出来，则要加入过量Fe，因此试剂a的化学式Fe，滤渣Y主要是Cu、Fe，将Fe除掉，加入盐酸，Fe反应，Cu不反应，因此试剂b的名称盐酸；故答案为：Fe；盐酸。

②滤液X、Z中均含有同一种溶质，FeCl2与Cl2反应生成FeCl3，因此转化为氯化铁溶液的离子方程式为2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－；故答案为：2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－。