Question

4．FeSO₄•7H₂O廣泛用于醫藥和工業領域．如圖1是FeSO₄•7H₂O的實驗室制備流程圖．根據題意完成下列填空：

（1）碳酸鈉溶液能除去酯類油污，是因為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-（用離子方程式表示），反應Ⅰ需要加熱數分鐘，其原因是升溫，促進水解，溶液堿性增強，使反應充分進行
（2）廢鐵屑中含氧化鐵，無需在制備前除去，理由是（用離子方程式回答）Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺
如圖2是測定某補血劑（FeSO₄•7H₂O）中鐵元素含量的流程圖．根據題意完成下列填空：

（3）步驟Ⅲ需要100mL1mol/L的稀硫酸，用98%，ρ=1.84g/cm³的濃硫酸配制，需量取濃硫酸體積為5.4mL，所用的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管及100mL容量瓶．寫出步驟Ⅳ的離子方程式：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓．
（4）步驟Ⅴ一系列操作依次是：①過濾②灼燒（加熱）③灼燒④冷卻⑤稱量⑥恒重．操作⑥的目的是確保氫氧化鐵完全分解成了氧化鐵．
（5）假設實驗無損耗，則每片補血劑含鐵元素的質量0.07ag（用含a的代數式表示）．

Answer 1

分析 廢鐵屑中含有酯類油污，Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，CO₃^2-水解生成HCO₃^-和OH^-，升高促進CO₃^2-水解，堿促進油脂水解，然后過濾洗滌，加入稀硫酸，發生反應II為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，趁熱過濾、冷卻結晶，過濾洗滌得到FeSO₄•7H₂O；
將補血劑研細，向藥片中加入稀硫酸，然后過濾得到沉淀，向濾液中加入雙氧水，發生反應2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，向溶液中加入過量X溶液生成紅褐色沉淀，則X為堿，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；將紅褐色沉淀灼燒得到紅棕色固體Fe₂O₃，據此分析解答．

解答 解：廢鐵屑中含有酯類油污，Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，CO₃^2-水解生成HCO₃^-和OH^-，升高促進CO₃^2-水解，堿促進油脂水解，然后過濾洗滌，加入稀硫酸，發生反應II為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，趁熱過濾、冷卻結晶，過濾洗滌得到FeSO₄•7H₂O，
（1）Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，CO₃^2-水解生成HCO₃^-和OH^-，水解方程式為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，油脂在堿性條件下水解生成可溶于水的酸和醇；
鹽的水解為吸熱反應，升溫，促進水解，溶液堿性增強，使反應充分進行，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；升溫，促進水解，溶液堿性增強，使反應充分進行；
（2）廢鐵屑中含氧化鐵，無需在制備前除去，因為氧化鐵和酸反應生成鐵鹽，鐵鹽能被Fe還原生成亞鐵鹽，涉及的離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；
將補血劑研細，向藥片中加入稀硫酸，然后過濾得到沉淀，向濾液中加入雙氧水，發生反應2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，向溶液中加入過量X溶液生成紅褐色沉淀，則X為堿，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；將紅褐色沉淀灼燒得到紅棕色固體Fe₂O₃，
（3）步驟Ⅲ需要100mL1mol/L的稀硫酸，用98%，ρ=1.84g/cm³的濃硫酸配制，配制過程中硫酸的物質的量不變，設需要濃硫酸體積為VmL，則：1.84g/cm³×
98%×VmL=98g/mol×1mol/L×0.1L，解得：V=5.4；
配制一定物質的量濃度的溶液時還需要100mL容量瓶；驟Ⅳ的離子方程式為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，
故答案為：5.4；100mL容量瓶；Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
（4）步驟Ⅴ一系列操作依次是：①過濾②洗滌③灼燒④冷卻⑤稱量⑥恒重操作，操作⑥恒重后可確保氫氧化鐵完全分解成了氧化鐵，從而減小誤差，
故答案為：灼燒（加熱）；確保氫氧化鐵完全分解成了氧化鐵；
（5）ag中含有鐵的質量為：m（Fe）=$\frac{112}{160}$×ag=0.7ag，則每片藥品中Fe的質量為：$\frac{0.7ag}{10}$=0.07ag，
故答案為：0.07a．

點評 本題考查物質的分離和提純、物質含量的測定，題目難度中等，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵，注意掌握物質分離與提純方法，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．