Question

1．硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O）在醫(yī)藥上作補血劑．某課外小組的同學欲測定該補血劑中鐵元素的含量．實驗步驟如下：

請回答下列問題：
（1）證明步驟①濾液中含有Fe²⁺的方法之一是：取少量濾液，滴加NaOH 溶液，現(xiàn)象為生成白色沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，則證明原溶液中含有Fe²⁺，該反應的離子或化學方程式為Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（2）步驟②加入過量H₂O₂的目的是使Fe²⁺全部轉化為Fe³⁺．
（3）若實驗中鐵無損耗，則每片補血劑中含鐵元素的質量為0.07ag．
（4）該小組有些同學認為用酸性KMnO₄溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定．
 ①其實驗原理用離子方程式可以表示為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
②實驗前，首先要精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、量筒、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需要250mL容量瓶．
③上述實驗中KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是B（填序號）
A．稀硝酸          B．稀硫酸         C．稀鹽酸       D．濃硝酸
④若取m g該補血劑用0.1mol/L的KMnO₄溶液進行滴定，在此實驗過程中共用去KMnO₄溶液100mL，則該補血劑中鐵元素的質量分數(shù)為$\frac{2.8}{m}$×100%．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現(xiàn)象用于檢驗Fe³⁺存在，證明操作Ⅰ濾液中含有Fe²⁺的方法之一是向濾液中加入NaOH溶液反應生成白色沉淀迅速變化為灰綠色，最后變化為紅褐色；
（2）步驟②加入過量H₂O₂的目的是，過氧化氫氧化亞鐵離子；
（3）根據(jù)氧化鐵的質量計算鐵元素的質量．注意ag氧化鐵含有的鐵元素質量為10片含有的鐵元素質量；
（4）①用酸性KMnO₄溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定，是利用高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子定量關系測定；
②精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻棒、燒杯、膠頭滴管，250mL容量瓶；
③KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸不能具有強氧化性氧化Fe²⁺，不能具有強還原性被高錳酸鉀氧化，否則會影響高錳酸鉀溶液的體積；
④高錳酸鉀為紫色，當?shù)味ǖ浇K點時，F(xiàn)e²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應，依據(jù)離子方程式定量關系計算亞鐵離子物質的量，得到鐵元素質量分數(shù)．

解答 解：（1）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現(xiàn)象用于檢驗Fe³⁺存在，證明操作Ⅰ濾液中含有Fe²⁺的方法之一是向濾液中加入NaOH溶液，生成白色沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，反應的離子方程式和化學方程式為：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，4 Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案為：生成白色沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓； 4 Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）步驟Ⅱ中發(fā)生反應是亞鐵離子被過氧化氫氧化生成鐵離子，反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：使Fe²⁺全部轉化為Fe³⁺；
（3）最后氧化鐵為ag，氧化鐵含有鐵元素的質量為$\frac{112}{160}$×ag=0.7ag，故每片補血劑含鐵元素的質量為$\frac{0.7a}{10}$=0.07ag，
故答案為：0.07a；
（4）①用酸性KMnO₄溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定，是利用高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子定量關系測定，反應的離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻棒、燒杯、膠頭滴管，250mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶；
③稀硝酸、濃硝酸具有強氧化性，含有氧化Fe²⁺，高錳酸鉀可以氧化HCl為氯氣，故選硫酸酸化，故選：B，
故答案為：B；
④高錳酸鉀為紫色，當?shù)味ǖ浇K點時，F(xiàn)e²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應，
   5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
   5       1
  n          0.1mol•L^-1 ×0.1L
n=0.05mol
該補血劑中鐵元素的質量分數(shù)=$\frac{0.05mol×56g/mol}{mg}$×100%=$\frac{2.8}{m}$×100%；
故答案為：$\frac{2.8}{m}$×100%．

點評 本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解、物質分離提純、元素化合物性質、化學計算等、氧化還原滴定應用，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．