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、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）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         _______________________________             。

（2）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe³⁺的实验操作是                                        。

（3）测定绿矾产品中Fe²⁺含量的方法是：

a.称取3.7200g绿矾产品，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0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL。

①已知KMnO₄酸性溶液与Fe²⁺反应时被还原为Mn²⁺，请写出该反应的离                          ；

②在滴定实验中不能选择          式滴定管，理由是                                  ；

③计算上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为                  （用小数表示，保留两位小数）。

Answer

（1）①除去溶液中的Sn2+，并防止亚铁离子被氧化；防止亚铁离子生成沉淀

（2）取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，弱溶液不显红色，表明溶液不含有铁离子。溶液显红色表明溶液中含有铁离子（2分）

（3）①5Fe2++MnO4-+8H+＝5Fe3++Mn2++4H2O（2分）

②碱（2分）；高锰酸钾是强氧化剂，它会腐蚀乳胶管（2分） ③0.75（3分）

【解析】

试题分析：（1）①硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化。又因为室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9，而SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6，所以操作II中，通入硫化氢至饱和的另一个目的是除去溶液中的Sn2+；由于FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，因此操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是防止亚铁离子生成沉淀。

（2）检验所得绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是利用三价铁离子与KSCN溶液发生显色反应使溶液显红色进行判断。即取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，弱溶液不显红色，表明溶液不含有铁离子。溶液显红色表明溶液中含有铁离子。

（3）①高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化亚铁离子。反应中Mn元素的化合价从＋7价降低到＋2价，得到2个电子。亚铁离子在反应中失去1个电子，因此根据电子得失守恒可知，氧化剂高锰酸钾与还原剂亚铁离子的物质的量之比＝1:5，所以反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+＝5Fe3++Mn2++4H2O。

②由于高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化橡胶管，从而腐蚀乳胶管，所以不能用碱式滴定管，应该用酸式滴定管。

③用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL，则消耗高锰酸钾的物质的量＝0.01000mol/L×0.0200L＝0.0002mol

5Fe2++8H++MnO4-＝5Fe3++Mn2++4H2O

5mo      1mol

n(Fe2+)    0.0002mol

计算得到n(Fe2+)＝0.001mol

则250mL溶液中含n(Fe2+)＝0.001mol×＝0.01mol

所以FeSO4•7H2O物质的量为0.01mol

质量＝0.01mol×278g/mol＝2.78g

则质量分数＝＝0.75

考点：考查硫酸亚铁晶体制备实验的方案设计与评价；氧化还原滴定的有关判断与计算等