Question

12．某品牌糖衣片補血劑，除去糖衣后顯淡藍綠色，主要成分是硫酸亞鐵，不含其它鐵的化合物．某研究性學習小組為測定該補血劑中硫酸亞鐵的含量進行了如圖1探究：

請回答下列問題：
Ⅰ實驗時用10mol•L^-1的濃硫酸配制100mL 1mol•L^-1 H₂SO₄溶液，
（1）需用量筒量取10.0mL上述濃硫酸進行配制．
（2）所需的實驗儀器有：①膠頭滴管、②燒杯、③量筒、④玻璃棒，配制稀硫酸時，還缺少的玻璃儀器是容量瓶，該儀器所具備的功能是A （填序號）．
A．配制一定體積準確濃度的溶液
B．長期貯存溶液
C．常用來代替量筒量取一定體積的液體
D．用來溶解固體溶質
（3）在圖2配制過程示意圖中，錯誤的有（填序號）①④．
（4）下列操作導致所配制的稀硫酸的物質的量濃度偏低的是AEFH （填字母）．
A、用量筒量取濃硫酸時俯視凹液面
B、將濃硫酸稀釋后未冷卻至室溫便將溶液轉移至容量瓶
C、容量瓶用蒸餾水洗后未干燥
D、定容時仰視液面
E、未洗滌燒杯和玻璃棒
F、轉移到容量瓶的過程中，有少量的溶液濺出
G、用量筒量取濃硫酸倒入小燒杯后，用蒸餾水洗滌量筒并將洗滌液轉移至小燒杯中
H、用不干燥的量筒量取濃硫酸
Ⅱ（1）步驟③中產生的紅褐色物質是（填化學式）Fe（OH）₃．
（2）從紅褐色的懸濁液到得到固體最后的稱量，一系列過程中所需的基本操作為：
a．過濾，b．洗滌，c．灼燒，d．冷卻．
（3）若稱得固體的質量為ag，則每片補血劑中含硫酸亞鐵的質量為0.19ag．
（4）寫出步驟②的離子方程式：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據濃硫酸在稀釋前后，溶質的物質的量保持不變進行計算；
（2）配制一定物質的量濃度的溶液需要容量瓶，容量瓶是配制一定體積準確濃度的標準溶液的定容儀器；
（3）稀釋濃硫酸時是將濃硫酸倒入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，使產生的熱量迅速擴散；讀數時應平視；
（4）根據公式c=$\frac{n}{V}$，可以根據影響n和V的因素來分析回答；
Ⅱ．由流程圖可知，該實驗原理為：將藥品中的Fe²⁺形成溶液，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，再轉化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質量，計算補血劑中鐵元素的含量，
（1）步驟③是將Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀；
（2）由氫氧化鐵懸濁液最終轉化為氧化鐵，需要過濾、洗滌的氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質量；
（3）根據鐵元素守恒可知ag氧化鐵中鐵元素的質量即為10片補血劑中鐵的質量，據此計算；
（4）在酸性條件下亞鐵離子被雙氧水氧化成鐵離子．

解答 解：Ⅰ．（1）濃硫酸在稀釋前后，溶質的物質的量保持不變，設所需濃硫酸最小體積為V，則100mL×10^-3×1mol/L=10mol/L×V，解得V=10.0mL，
故答案為：10.0；
（2）配制一定物質的量濃度的溶液需要容量瓶，容量瓶作為精密儀器不可用于儲存和溶解，也不能測量除其規格以外容積的液體體積，
故答案為：容量瓶；A；
（3）稀釋濃硫酸時是將濃硫酸沿器壁倒入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，使產生的熱量迅速擴散；讀數時應平視，不能仰視和俯視，
故答案為：①④；
（4）A、用量筒量取濃硫酸時俯視凹液面，所取濃硫酸偏少，故稀硫酸的物質的量濃度偏低；
B、將濃硫酸稀釋后未冷卻至室溫便將溶液轉移至容量瓶，溶液體積偏小，故稀硫酸的物質的量濃度偏高；
C、容量瓶用蒸餾水洗后未干燥，對稀硫酸的物質的量濃度沒有影響；
D、定容時仰視液面，溶液體積偏小，故稀硫酸的物質的量濃度偏高；
E、未洗滌燒杯和玻璃棒，所取濃硫酸偏少，故稀硫酸的物質的量濃度偏低；
F、轉移到容量瓶的過程中，有少量的溶液濺出，溶質偏少了，故稀硫酸的物質的量濃度偏低；
G、用量筒量取濃硫酸倒入小燒杯后，用蒸餾水洗滌量筒并將洗滌液轉移至小燒杯中，所取濃硫酸偏高，故稀硫酸的物質的量濃度偏高；
H、用不干燥的量筒量取濃硫酸，濃硫酸的量偏少，故稀硫酸的物質的量濃度偏低；
故選：AEFH；
Ⅱ．（1）步驟③是將Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，反應離子方程式為Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，則該紅褐色物質為Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃；
（2）由氫氧化鐵懸濁液最終轉化為氧化鐵，需要過濾、洗滌的氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質量，
故答案為：過濾；
（3）ag氧化鐵中鐵元素的質量即為10片補血劑中鐵的質量，所以每片補血劑含鐵元素的質量：$\frac{ag×\frac{112}{160}}{10}$=0.07ag，含硫酸亞鐵的質量為：$\frac{\frac{0.07a}{56}}{152}$=0.19ag，
故答案為：0.19a；
（4）在酸性條件下亞鐵離子被雙氧水氧化成鐵離子，反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；

點評 本題考查學生對物質的量濃度溶液的配制實驗原理與實驗操作的理解、化學計算等知識，題目難度中等，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．