Question

8．硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O）在醫藥上作補血劑．某課外研究小組測定該補血劑中鐵元素的含量，實驗步驟如圖：

請回答下列問題：
（1）證明步驟①濾液中含有Fe²⁺的方法是先滴加KSCN溶液，再滴加氯水（或雙氧水、稀硝酸），該過程的現象為：溶液開始不變色，后變為血紅色．
（2）步驟②加入過量H₂O₂的目的：將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺．
（3）步驟③中反應的離子方程：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓[或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺]．
（4）步驟④中一列處理的操作步驟：過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量．
（5）若實驗無損耗，則每片補血劑含鐵元素的質量0.07ag．
（6）該小組有些同學認為用KMnO₄溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定．
（5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）
①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、玻棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250mL容量瓶．
②上述實驗中的KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是b．
a．稀硝酸    b．稀硫酸    c．稀鹽酸    d．濃硝酸
③滴定到終點時的顏色為紫或紫紅色．若滴定到終點時俯視滴定管刻度線，對測量值有何影響？
偏低（ 填“偏高、偏低或無影響”）．

Answer 1

分析 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）Fe³⁺遇KSCN溶液顯血紅色，該現象用于檢驗Fe³⁺存在，可以加入氧化劑將Fe²⁺氧化為Fe³⁺．檢驗Fe²⁺可以先滴加KSCN溶液，溶液不變色，再滴加氯水或雙氧水，溶液變為血紅色，說明含有Fe²⁺；
（2）雙氧水具有強氧化性，由流程圖可知，加入雙氧水目的是將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺；
（3）由流程圖可知，步驟③是將Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，加入的X可以是堿或氨水；
（4）步驟④中一系列處理是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；
（5）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．
（6）①精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器有天平、藥匙、玻棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶；
②加入的酸不能具有強氧化性，不能被酸性高錳酸鉀氧化，防止影響酸性高錳酸鉀溶液的體積，影響測定結果；
③用高錳酸鉀溶液滴定亞鐵離子時，滴定到終點時溶液會出現紫色或紫紅色，若滴定到終點時俯視滴定管刻度線，則讀出的高錳酸鉀溶液的體積偏小，據此判斷；

解答 解：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）Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，該現象用于檢驗Fe³⁺存在，可以加入氧化劑將Fe²⁺氧化為Fe³⁺檢驗Fe²⁺，可以先滴加KSCN溶液，溶液不變色，加入氯水（或雙氧水、稀硝酸），發生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，溶液變為血紅色，發生Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，說明含有Fe²⁺，
故答案為：氯水（或雙氧水、稀硝酸）；溶液開始不變色，后變為血紅色；
（2）雙氧水具有強氧化性，由流程圖可知，加入雙氧水目的是將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺，
故答案為：將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺；
（3）由流程圖可知，步驟③是將Fe³⁺轉化為氫氧化鐵沉淀，加入的X可以是氫氧化鈉溶液或氨水，反應方程式為Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓[或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺]，
故答案為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓[或Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺]；
（4）步驟④中一系列處理是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：洗滌；冷卻；
（5）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，故答案為：0.07a；
（6）①精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器有天平、藥匙、玻棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶，故答案為：250mL容量瓶；
②高錳酸鉀有強氧化性，能將鹽酸氧化，硝酸具有氧化性，能亞鐵離子氧化，故只能用稀硫酸酸化，答案為：b；
③用高錳酸鉀溶液滴定亞鐵離子時，滴定到終點時溶液會出現紫色或紫紅色，若滴定到終點時俯視滴定管刻度線，則讀出的高錳酸鉀溶液的體積偏小，所以會使測量值偏低，
故答案為：紫或紫紅；偏低．

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、氧化還原反應滴定、化學計算等，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．