Question

【化學-選修2化學與技術】
綠礬（FeSO₄?7H₂O）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分．下面是以市售鐵屑（含少量錫、氧化鐵等雜質）為原料生產純凈綠礬的一種方法：

已知：室溫下飽和H₂S溶液的pH約為3.9，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，沉淀完全時的pH為5.5．
（1）操作II中，通入硫化氫至飽和的目的是

 

；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是

 

．
（2）檢驗制得的綠礬晶體中是否含有Fe³⁺的實驗操作是

 

 

（3）測定綠礬產品中Fe²⁺含量的方法是：
a．稱取3.7200g綠礬產品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL．
①已知KMnO₄酸性溶液與Fe²⁺反應時被還原為Mn²⁺，請寫出該反應的離子方程式

 

；
②在滴定實驗中不能選擇

 

式滴定管，理由是

 

；
③計算上述樣品中FeSO₄?7H₂O的質量分數為

 

（用小數表示，保留兩位小數）．

Answer 1

考點：硫酸亞鐵的制備

專題：實驗題

分析：（1）依據流程關系圖分析，通入硫化氫制飽和，硫化氫是強還原劑，目的是沉淀錫離子，防止亞鐵離子被氧化；在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調節溶液PH=2為了除去雜質離子Sn²⁺；
（2）可用KSCN溶液檢驗鐵離子的存在；
（3）①KMnO₄酸性溶液與Fe²⁺反應時被還原為Mn²⁺，Fe²⁺被氧化為Fe³⁺；
②高錳酸鉀溶液具有強氧化性能氧化橡膠管，不能用堿式滴定管；
③依據滴定實驗的反應終點時發生的反應進行計算．

解答： 解：（1）通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強還原性，可以防止亞鐵離子被氧化，已知：在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，沉淀完全時的pH為5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2時，Sn²⁺完全沉淀，亞鐵離子不沉淀，
故答案為：除去溶液中的Sn²⁺離子，并防止Fe²⁺被氧化；防止Fe²⁺離子生成沉淀；
（2）Fe³⁺遇硫氰酸根離子會反應生成硫氰酸鐵血紅色，證明Fe³⁺的存在．因此取少量晶體溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，說明含有Fe³⁺，若溶液不變紅，說明不含Fe³⁺，
故答案為：取少量晶體溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，說明含有Fe³⁺，若溶液不變紅，說明不含Fe³⁺；
（3）①KMnO₄酸性溶液與Fe²⁺反應時被還原為Mn²⁺，Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
②高錳酸鉀溶液具有強氧化性能氧化橡膠管，不能用堿式滴定管，用酸式滴定管，
故答案為：堿；KMnO₄腐蝕橡膠；
③5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
   5       1
n（Fe²⁺） 0.01000mol/L×0.0200L
計算得到；n（Fe²⁺）=0.001mol；
則250mL溶液中含Fe²⁺=0.001mol×

250

25

=0.01mol；
FeSO₄?7H₂O物質的量為0.01mol，質量=0.01mol×278g/mol=2.78g；
質量分數=

2.78g

3.72g

×100%=0.75．
故答案為：0.75．

點評：本題考查了鐵鹽亞鐵鹽的性質應用，分離混合物的實驗方法設計和分析判斷，滴定實驗的分析判斷，數據計算，誤差分析的方法，題目難度中等．