Question

1．某氯化鐵與氯化亞鐵的混合物．現要測定其中鐵元素的質量分數，實驗按以下步驟進行：

請根據上面流程，回答以下問題：
（1）操作Ⅰ所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須有250mL容量瓶、膠頭滴管．
（填儀器名稱）
（2）請寫出加入溴水發生的離子反應方程式2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-．
（3）將沉淀物加熱，冷卻至室溫，用天平稱量其質量為b₁g．再次加熱并冷卻至室溫稱量其質量為b₂g，若b₁-b₂=0.3g，則接下來還應進行的操作是再次加熱冷卻并稱量，直至兩次質量差小于0.1g．若蒸發皿質量是 W₁ g，蒸發皿與加熱后固體總質量是W₂g，則樣品中鐵元素的質量分數是$\frac{1120（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）}{160a}$×100%．有同學提出，還可以采用以下方法來測定：

①溶解樣品改用了硫酸，而不用鹽酸，原因是過量的鹽酸對后面KMnO₄的滴定有干擾．
②選擇的還原劑是否能用鐵否 （填“是”或“否”），原因是：如果用鐵做還原劑，會與過量的硫酸反應生成Fe²⁺，干擾鐵元素的測定．
③若滴定用掉c mol/L KMnO₄溶液bmL，則樣品中鐵元素的質量分數是$\frac{2.8bc}{a}$．

Answer 1

分析 （1）根據配制一定物質的量濃度的溶液所需要的儀器有：量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、一定規格的容量瓶；
（2）根據Br₂具有氧化性，能氧化Fe²⁺；為了使Fe³⁺充分沉淀，氨水要過量； 
（3）為了減少誤差，需再次加熱冷卻并稱量，直至兩次質量差小于0.1g；根據鐵元素質量守恒，即紅棕色固體（ Fe₂O₃）中的鐵就是樣品中鐵，根據質量分數的公式求出鐵元素的質量分數；
①溶解樣品若用鹽酸，用高錳酸鉀若用滴定時會氧化氯離子，影響實驗測定結果；
②某氯化鐵與氯化亞鐵的混合物．現要測定其中鐵元素的質量分數，加入鐵做還原劑和過量的硫酸反應生成亞鐵離子，會增加鐵元素的量對測定結果產生誤差；
③依據高錳酸鉀和亞鐵離子的氧化還原反應定量關系計算．

解答 解：（1）因配制一定物質的量濃度的溶液所需要的儀器有：量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、一定規格的容量瓶；
故答案為：250mL容量瓶；膠頭滴管；
（2）因Br₂具有氧化性，能氧化Fe²⁺：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；為了使Fe³⁺充分沉淀，氨水要過量，故答案為：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；
（3）為了減少誤差，需再次加熱冷卻并稱量，直至兩次質量差小于0.1g；因鐵元素質量守恒，即紅棕色固體中的鐵就是樣品中鐵，Fe₂O₃中鐵元素的質量為（W₂-W₁）g×$\frac{112}{160}$；樣品中鐵元素的質量分數是$\frac{1120（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）}{160a}$×100%，
故答案為：再次加熱冷卻并稱量，直至兩次質量差小于0.1g；$\frac{1120（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）}{160a}$×100%；
①高錳酸鉀具有強氧化性，加入鹽酸，溶液中的氯離子會被氧化，多消耗高錳酸鉀，產生實驗測定誤差，故答案為：過量的鹽酸對后面KMnO₄的滴定有干擾；
②還原劑不能用鐵，因為有貼分會和過量硫酸反應生成硫酸亞鐵，再用高錳酸鉀滴定，多消耗氧化劑產生誤差，干擾原混合物的鐵元素的測定；
故答案為：否；如果用鐵做還原劑，會與過量的硫酸反應生成Fe²⁺，干擾鐵元素的測定；
③依據反應5Fe²⁺+MnO₄^-+8H+=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；依據定量關系計算得到：設鐵元素質量分數為X%，
5Fe²⁺～5Fe³⁺～KMnO₄
5×56                   1
a×X%×$\frac{25.00}{250.0}$   c×b×10^-3  
鐵元素的質量分數是X%=$\frac{2.8bc}{a}$，故答案為：$\frac{2.8bc}{a}$．

點評 本題主要考查了鐵元素的質量分數的測定，實驗分析，實驗數據的計算應用，同時考查了實驗知識的分析判斷，難度不大．