Question

Fe₃O₄又称为磁性氧化铁，常用来制造录音磁带和电讯器材。其Fe(II)和Fe(III)的比值是评判磁粉质量优劣的重要指标，测定方法如下(杂质不含干扰测定)：

I．准确称量mg磁粉样品溶于过量稀硫酸，配制成250.00mL溶液；

II．取25.00mL上述溶液，用0.0200mol/LKMnO₄溶液滴定，消耗KMnO₄溶液V₁mL；

III．另取I溶液25.00mL，加入30％过氧化氢溶液，微热至无气泡后冷却至室温；

IV．向Ⅲ所得溶液中加入过量KI，密闭反应30min；

V．用0.3000mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na₂S₂O₃溶液V₂mL。

已知：I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆，Na₂S₂O₃ 和 Na₂S₄O₆ 溶液颜色均为无色

(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、____________和______________。

(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是_____________。

(3)Ⅲ中加过氧化氢溶液时一定要过量，理由是______________。

(4)V 中滴定至终点的现象是_______________。

(5)磁粉中 Fe(II)和Fe(III)的物质的量之比为___________(写出计算式即可)。

Answer

250 mL容量瓶 胶头滴管 5Fe2+++8H+= 5Fe3++ Mn2++4H2O 保证溶液中Fe2+的全部氧化，防止H2O2在Fe3+存在时发生分解使氧化剂不足 溶液蓝色恰好消失，且 30s 溶液不变回蓝色

【解析】

磁粉配成溶液后，取出的溶液中加入KMnO4溶液，发生反应+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，由此可求出n(Fe2+)；另取溶液加入过量H2O2，将Fe2+全部氧化为Fe3+，再加入KI，将Fe3+全部还原为Fe2+，此时I-被氧化为I2，再用Na2S2O3溶液还原，则由消耗Na2S2O3溶液的物质的量，可求出H2O2氧化后Fe3+的总物质的量，从而求出磁粉中 Fe(II)和Fe(III)的物质的量之比。

(1)Ⅰ中配制250.00mL溶液，必须使用250mL容量瓶，所以用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶和胶头滴管。答案为：250 mL容量瓶；胶头滴管；

(2)Ⅱ中，Fe2+被氧化，生成Fe3+和Mn2+等，发生反应的离子方程式是5Fe2+++8H+= 5Fe3++ Mn2++4H2O。答案为：5Fe2+++8H+= 5Fe3++ Mn2++4H2O；

(3)Ⅲ中，H2O2氧化Fe2+，同时生成的Fe3+会促进H2O2分解，所以加过氧化氢溶液时一定要过量，理由是保证溶液中Fe2+的全部氧化，防止H2O2在Fe3+存在时发生分解使氧化剂不足。答案为：保证溶液中Fe2+的全部氧化，防止H2O2在Fe3+存在时发生分解使氧化剂不足；

(4)V 中滴定至终点时，原来溶液的蓝色会变为无色，所以现象是溶液蓝色恰好消失，且 30s 溶液不变回蓝色。答案为：溶液蓝色恰好消失，且 30s 溶液不变回蓝色；

(5)由反应5Fe2+++8H+== 5Fe3++ Mn2++4H2O，n()=0.0200mol/L×V1×10-3L=2×10-5V1mol，可求出n(Fe2+)=5×2×10-5V1mol=10-4V1mol；由2Fe3+~I2~2 Na2S2O3，可求出n(Fe3+)=0.3000mol/L×V2×10-3L=3×10-4V2mol，所以磁粉中Fe(II)和Fe(III)的物质的量之比为=。答案为：。