Question

绿矾（FeSO₄·7H₂O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑（含少量锡(Sn)、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：

已知：室温下饱和H₂S溶液的pH约为3.9，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)溶解时需加热，当看到_____________________________________(填现象)时应停止加热，并趁热进行操作I的原因是______________________________________。

(2)操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是_______________________________；在溶液中用硫酸酸化至pH= 2的目的是_________________________________。

(3)操作IV的顺序依次为：____________、____________、______________。

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_____________________________________________。

(4)测定绿矾产品中Fe²⁺含量的方法是：a.称取2.850g绿矾产品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000 mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00 mL（滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe²⁺＋MnO₄¯＋8H⁺→5Fe³⁺＋Mn²⁺＋4H₂O）。

①判断此滴定实验达到终点的方法是_________________________________。

②计算上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为_______（用小数表示，保留三位小数）。

Answer

溶液中气泡较少时 防止FeSO4·7H2O结晶析出损耗 除去溶液中的Sn2+离子，并防止Fe2+被氧化 防止Fe2+离子生成沉淀 蒸发 冷却结晶 过滤 降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗 滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色 0.975

【解析】

铁屑加入稀硫酸生成硫酸亚铁、硫酸锡，过滤后得到滤液，将滤液加入稀硫酸酸化，并通入硫化氢，可生成SnS沉淀并防止亚铁离子被氧化，过滤后得到滤液为硫酸亚铁，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO4•7H2O。

(1)铁和锡都可以和稀硫酸反应生成氢气，所以当看到溶液中气泡较少时，说明固体基本反应完全，应停止加热；温度降低FeSO4下降有可能会有FeSO4·7H2O结晶析出，所以要趁热过滤；

(2)通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化，同时生成SnS沉淀将锡离子除去；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，在溶液pH=2时，Sn2+完全沉淀，亚铁离子不沉淀；

(3)滤液中得到晶体，需要对溶液进行加热蒸发浓缩，结晶析出，过滤洗涤等，所以操作IV的顺序依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；

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，同时避免绿矾溶解带来的损失；

(4)①滴定过程中发生反应5Fe2+＋MnO4¯＋8H+→5Fe3+＋Mn2+＋4H2O，滴定终点MnO4¯不再被还原，溶液呈浅红色，所以滴定终点现象为：滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色；

②滴定过程中发生反应5Fe2+＋MnO4¯＋8H+→5Fe3+＋Mn2+＋4H2O，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL，根据方程式可知25mL待测液中n(Fe2+)=5×0.02L×0.01000 mol/L=0.001mol，则250mL待测中n(Fe2+)=0.01mol，即n(FeSO4·7H2O)=0.01mol，所以质量分数为。