Question

綠礬晶體（FeSO₄·7H₂O，M＝278g/mol）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分。實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠的燒渣（主要成分為Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂），制備綠礬的過程如下：

試回答：
（1）操作I為             （填寫操作名稱）。
（2）試劑Y與溶液X反應(yīng)的離子方程式為                                  。
（3）操作III的順序依次為：             、冷卻結(jié)晶、過濾、           、干燥。
（4）某同學(xué)用酸性KMnO₄溶液測(cè)定綠礬產(chǎn)品中Fe²⁺含量：
a．稱取11．5g綠礬產(chǎn)品，溶解，配制成1000mL溶液；
b．量取25．00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；
c．用硫酸酸化的0．01000mol/L KMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20．00mL。①步驟a配制溶液時(shí)需要的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯、膠頭滴管外，還需                。②該同學(xué)設(shè)計(jì)的下列滴定方式，最合理的是      (夾持部分略去)(填字母序號(hào))。
③滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：　　　　　　。
④判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是             ；若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，俯視KMnO₄溶液液面，其它操作均正確，則使測(cè)定結(jié)果        （填“偏高”“偏低”“無影響”）。
⑤計(jì)算上述樣品中FeSO₄·7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為                。

Answer 1

（1）過濾（1分） （2）Fe+2Fe³⁺＝3Fe²⁺（1分）    Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑（1分）
（3）蒸發(fā)濃縮（1分）、洗滌（1分） （4）①1000mL容量瓶 （1分）②b（1分）
③5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺＝5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O（2分）
④滴加最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液變成紫色且半分鐘內(nèi)不再褪色（2分）偏低（2分）
⑤ 96．7%（2分）

試題分析：（1）由于燒渣中含有與稀硫酸以及氧氣不反應(yīng)的二氧化硅，所以操作I是過濾。
（2）由于濾液中含有鐵離子以及過量的稀硫酸。而最終制備的是綠礬，所以需要將溶液中的鐵離子還原為亞鐵離子，因此試劑Y是鐵粉，所以有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Fe+2Fe³⁺＝3Fe²⁺、Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑。
（3）操作Ⅲ的目的是得到綠礬晶體，所以正確的操作應(yīng)該是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌然后干燥即可。
（4）①準(zhǔn)確配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的主要儀器是容量瓶，所以步驟a配制溶液時(shí)需要的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯、膠頭滴管外，還需1000ml容量瓶。
②由于酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性與酸性，因此應(yīng)該放在酸式滴定管中，答案選b。
③酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能把亞鐵離子氧化生成鐵離子，而自身被還原為Mn^2＋,因此該反應(yīng)的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺＝5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O。
④由于酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，所以判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是滴加最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液變成紫色且半分鐘內(nèi)不再褪色；由于滴定管的刻度自上而下逐漸增大，所以若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，俯視KMnO₄溶液液面，則讀數(shù)值偏小。如果其它操作均正確，則使測(cè)定結(jié)果偏低。
⑤根據(jù)反應(yīng)式可知，反應(yīng)中消耗亞鐵離子的物質(zhì)的量＝0．01000mol/L×0.02000L×5＝0.001mol，則原樣品中綠礬的物質(zhì)的量＝0.001mol×＝0.04mol，質(zhì)量＝0.04mol×278g/mol＝11.12g，所以上述樣品中FeSO₄·7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝96.7%。