Question

【題目】小龍同學(xué)在實驗室選用碘量法測定某磁鐵礦(主要成分是 Fe3O4，雜質(zhì)SiO2、CuO)中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實驗步驟如下：

①酸浸：取樣m g，先將礦石粉碎，加入足量2mol/LH2SO4浸取，過濾后得到浸取液；

②除雜：先向浸取液中加入足量 H2S溶液，過濾后加入足量酸性 H2O2溶液氧化Fe2+(過量的H2S轉(zhuǎn)化為S)，再加入一定量MnO2固體除去過量的H2O2，一段時間后過濾得到Vml 濾液；

③定容：將濾液稀釋至250mL，取出25.00mL于帶塞子的錐形瓶中待用；

④轉(zhuǎn)化：向25.00mL溶液中加入足量KI固體，塞上塞子于暗處靜置30min；

⑤滴定：加入指示劑后，用cmol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定至終點，消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液 V1mL；

⑥重復(fù)④⑤操作2次。 已知：2S2O32-+I2==S4O62-+2I-

1）①中將礦石粉碎的目的是____________________________________________，加入足量 H2SO4的目的是__________________________________。

2）寫出②中加入足量 H2S 溶液發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：_____________________________。

3）③中用______________________________ _(填儀器名稱)取出 25.00mL 溶液。

4）⑤中加入的指示劑是________，滴定終點的現(xiàn)象是：滴入最后一滴 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液 后，__________。⑥中重復(fù)進(jìn)行實驗的目的是______。

5）該磁鐵礦中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________（用含 m、c、V1的代數(shù)式表示，需要化簡）。

6）若滴定過程中溶液 pH 過低則會導(dǎo)致測定結(jié)果______ (填“偏高”、“偏低”)，寫出 導(dǎo)致這種誤差的離子反應(yīng)方程式___________。

若②中過量的 H2O2溶液沒除則會導(dǎo)致測定結(jié)果_____(填“偏高”、“偏低”) 若②中 MnO2固體沒有過濾除去則會導(dǎo)致測定結(jié)果_________(填“偏高”、“偏低”)

Answer 1

【答案】 增大礦石與溶液的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使 Fe3O4 完全浸出 使 Fe3O4 全部 浸出，抑制 Fe2+、Fe3+水解 H2S+2Fe3+=S↓+2H++2Fe2+，H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ 酸式滴定管 淀粉溶液 溶液藍(lán)色恰好褪去，且 30s 內(nèi)不變色 減小誤差 （56cV1/m）% 偏高 2H++S2O32—= H2O+S↓+SO2↑ 偏高 偏高

【解析】1）①中將礦石粉碎的目的是增大礦石與溶液的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使 Fe3O4 完全浸出，加入足量 H2SO4的目的是使 Fe3O4 全部 浸出，抑制 Fe2+、Fe3+水解；2）②中加入足量 H2S 溶液與鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫單質(zhì)，同時又與銅離子反應(yīng)產(chǎn)生CuS沉淀，發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：H2S+2Fe3+=S↓+2H++2Fe2+，H2S+Cu2+=CuS↓+2H+；3）③中用酸式滴定管準(zhǔn)確取出 25.00mL酸化的溶液；4）碘遇淀粉變藍(lán)，故⑤中加入的指示劑是淀粉溶液，滴定終點的現(xiàn)象是：滴入最后一滴 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液 后，溶液藍(lán)色恰好褪去，且 30s 內(nèi)不變色；⑥中重復(fù)進(jìn)行實驗的目的是多次實驗取平均值，減小誤差；5）實驗過程中先將鐵轉(zhuǎn)化為鐵離子，2Fe3++2I-=2Fe2++I2、2S2O32-+I2==S4O62-+2I-，設(shè)該磁鐵礦中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則：

2Fe3+~~~~~~~~ I2~~~~~~~~~~~2S2O32-

2×56 2

mg×x cmol/L×V1×10-3L×

；6）若滴定過程中溶液 pH 過低則會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高，導(dǎo)致這種誤差的離子反應(yīng)方程式為2H++S2O32—= H2O+S↓+SO2↑；若②中過量的 H2O2溶液沒除則會產(chǎn)生更多的碘單質(zhì)，滴定時消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液偏多，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高；若②中 MnO2固體沒有過濾除去則也會將會產(chǎn)生更多碘單質(zhì)，滴定時消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液偏多，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高。