Question

鐵及其化合物在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用．

（1）氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：

回答下列問(wèn)題：

①操作Ⅰ、Ⅱ的名稱分別是  、  ．

②寫出在空氣中煅燒FeCO₃的化學(xué)方程式  ；

③煅燒如果不充分，產(chǎn)品中將有Fe²⁺存在，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)產(chǎn)品中有無(wú)Fe²⁺．

（2）有些同學(xué)認(rèn)為KMnO₄溶液滴定也能進(jìn)行鐵元素含量的測(cè)定．

a．稱取2.850g綠礬（FeSO₄•7H₂O）產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容；

b．量取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；

c．用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL．

①寫出酸性KMnO₄溶液與FeSO₄溶液反應(yīng)的離子方程式  

②計(jì)算上述樣品中FeSO₄•7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為   已知M（FeSO₄•7H₂O）=278g/mol]

③滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)錐形瓶中溶液顏色變化為  

④下列操作會(huì)導(dǎo)致樣品中FeSO₄•7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定結(jié)果偏高的有  ．

a．未干燥錐形瓶

b．盛裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管沒(méi)有用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗

c． 滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡

d．量取待測(cè)液，視線注視刻度時(shí)開始平視、結(jié)束俯視．

Answer 1

考點(diǎn)：  鐵的化學(xué)性質(zhì)；鐵的氧化物和氫氧化物；探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量．

專題：  幾種重要的金屬及其化合物．

分析：  （1）①分離可溶物和不溶物用過(guò)濾，除去固體上的少量可溶性雜質(zhì)用洗滌；

②FeCO₃與氧氣反應(yīng)生成三氧化二鐵和二氧化碳．

③依據(jù)煅燒反應(yīng)不完全，生成氧化鐵中含有碳酸亞鐵，可以先加酸溶解，再加入高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)亞鐵離子的存在；

（2）①高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，亞鐵離子具有還原性，酸性溶液中亞鐵離子被高錳酸鉀氧化為鐵離子，本身被還原為錳離子，結(jié)合電荷守恒，原子守恒配平書寫；

②依據(jù)元素守恒和氧化還原反應(yīng)計(jì)算得到；

③亞鐵離子被氧化為三價(jià)鐵離子，高錳酸鉀溶液做指示劑，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由淺綠色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內(nèi)不立即褪去；

④依據(jù)滴定過(guò)程中C（待測(cè)）=，操作過(guò)程中引起誤差需要分析道到標(biāo)準(zhǔn)液的體積變化分析；

解答：  解：（1）①分離可溶物和不溶物用過(guò)濾，除去固體上的少量可溶性雜質(zhì)用洗滌，故答案為：過(guò)濾；洗滌；

②在空氣中煅燒FeCO₃，F(xiàn)eCO₃與氧氣反應(yīng)生成三氧化二鐵和二氧化碳，故答案為：4FeCO₃+O₂2Fe₂O₃+4CO₂．

③煅燒如果不充分，產(chǎn)品中將有Fe²⁺ 存在，主要是Fe₂O₃和FeCO₃，取樣品放入試管中，加入稀硫酸溶解得到溶液，滴入高猛酸鉀溶液，若滴入的高錳酸鉀溶液褪色證明含有亞鐵離子，否則不存在，故答案為：取固體樣品少許放入試管中，加入足量稀硫酸，震蕩試管，再加入幾滴滴入KMnO₄溶液，若溶液褪色證明含有Fe²⁺，否則不存在；

（2）①高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，亞鐵離子具有還原性，酸性溶液中亞鐵離子被高錳酸鉀氧化為鐵離子，本身被還原為錳離子，酸性KMnO₄溶液與FeSO₄溶液反應(yīng)的離子方程式：MnO₄^﹣+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；

②依據(jù)步驟分析，25ml溶液被高錳酸鉀溶液滴定反應(yīng)，終點(diǎn)時(shí)消耗亞鐵離子物質(zhì)的量為：

                    MnO₄^﹣+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；

                     1    5

  0.0200L×0.0100mol/L    n（Fe²⁺）

n（Fe²⁺）=0.00100mol；

配制的250ml溶液中含亞鐵離子物質(zhì)的量n=0.01mol；

樣品中綠礬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=97.5%

故答案為：97.5%

③滴定實(shí)驗(yàn)是利用高錳酸鉀溶液的顏色變化指示反應(yīng)終點(diǎn)，所以反應(yīng)完全后，溶液呈紫紅色，故答案為：溶液由淺綠色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內(nèi)不立即褪去；

④滴定過(guò)程中C（待測(cè)）=，

a、錐形瓶未干燥對(duì)滴定結(jié)果無(wú)影響，故a不選；

b、盛裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管沒(méi)有用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，高錳酸鉀溶液變稀，滴定時(shí)消耗溶液體積增大，根據(jù)c（待測(cè)）=，V_標(biāo)偏大，則c_待偏高，故b選；

c、滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡，消耗的高錳酸鉀溶液體積偏小，根據(jù)c（待測(cè)）=，V_標(biāo)偏小，則c_待偏低，故c不選；

d、量取待測(cè)液，是用滴定管，視線注視刻度時(shí)開始平視正確、結(jié)束俯視是液面定刻度，待測(cè)液體積讀數(shù)偏小，根據(jù)c（待測(cè)）=，V_標(biāo)偏小，則c_待偏高，故d選；

故選bd．

點(diǎn)評(píng)：  本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的分析應(yīng)用，滴定實(shí)驗(yàn)的操作步驟和注意問(wèn)題，滴定實(shí)驗(yàn)的計(jì)算應(yīng)用，誤差分析依據(jù)，題目難度中等．