Question

14．某同學(xué)將鐵鋁合金樣品溶解后取樣25.00mL，分離并測(cè)定Fe³⁺的濃度，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如下：

已知：乙醚[（C₂H₅）₂O]是一種易揮發(fā)、易燃、有麻醉性的有機(jī)化合物，沸點(diǎn)為34.5度，微溶于水，在較高的鹽酸濃度下，F(xiàn)e³⁺與HCl、乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]而溶于乙醚，當(dāng)鹽酸濃度降低時(shí)，該化合物解離．
請(qǐng)回答：
（1）操作A的主要儀器是分液漏斗．
（2）經(jīng)操作A后，為判斷Fe³⁺是否有殘留，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案從溶液Ⅱ中取樣，滴加KSCN溶液，顯紅色證明殘留含有Fe³⁺，顯無(wú)色證明無(wú)殘留．
（3）滴定前，加入的適量H₂SO₄，寫(xiě)出溶液中發(fā)生離子方程式Cr₂O₇ ^2-+6Fe²⁺+H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（4）滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，消耗0.0100  mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液6.00mL．根據(jù)該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試樣X(jué)中c（Fe³⁺）為0.0576mol/L．
（5）上述測(cè)定結(jié)果存在一定的誤差，為提高該滴定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度，可采取的措施是（填一種）
增加平行測(cè)定次數(shù)，或降低滴定劑濃度．

Answer 1

分析 含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺試樣X(jué)溶液25ml，加入適量濃鹽酸和乙醚，在較高的鹽酸濃度下，F(xiàn)e³⁺與HCl、乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]而溶于乙醚，乙醚微溶于水，分層后通過(guò)分液分離得到溶液Ⅱ?yàn)锳l³⁺的溶液，和溶液Ⅰ是乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]的溶液，當(dāng)鹽酸濃度降低時(shí)，該化合物解離，加入水解離后，通過(guò)蒸餾得到方法除去乙醚，得到含鐵離子的水溶液，定容至100ml，取25.00ml溶液，滴入適量還原劑得到Fe²⁺離子的溶液，加入指示劑，滴定前，加入的適量溶液B為非氧離子化性和還原性的酸，用重鉻酸鉀溶液滴定至終點(diǎn)，
（1）分離不溶于水的液體混合物利用分液的方法進(jìn)行分離操作，據(jù)此判斷所用儀器；
（2）依據(jù)鐵離子遇到KSCN溶液變紅色設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)鐵離子的存在；
（3）酸性條件下亞鐵離子被重鉻酸根離子氧化成鐵離子，重鉻酸根被還原為鉻離子；
（4）依據(jù)離子反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算；
（5）上述測(cè)定結(jié)果存在一定的誤差，為提高該滴定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度，可以重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)，數(shù)值取平均值，減少誤差，滴定溶液濃度越小，測(cè)定結(jié)果越準(zhǔn)確．

解答 解：含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺試樣X(jué)溶液25ml，加入適量濃鹽酸和乙醚，在較高的鹽酸濃度下，F(xiàn)e³⁺與HCl、乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]而溶于乙醚，乙醚微溶于水，分層后通過(guò)分液分離得到溶液Ⅱ?yàn)锳l³⁺的溶液，和溶液Ⅰ是乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]的溶液，當(dāng)鹽酸濃度降低時(shí)，該化合物解離，加入水解離后，通過(guò)蒸餾得到方法除去乙醚，得到含鐵離子的水溶液，定容至100ml，取25.00ml溶液，滴入適量還原劑得到Fe²⁺離子的溶液，加入指示劑，滴定前，加入的適量溶液B為非氧離子化性和還原性的酸，用重鉻酸鉀溶液滴定至終點(diǎn)，
（1）操作A是利用在較高的鹽酸濃度下，F(xiàn)e³⁺與HCl、乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]而溶于乙醚，乙醚微溶于水，分層后通過(guò)分液分離得到溶液Ⅱ?yàn)锳l³⁺的溶液，和溶液Ⅰ是乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]的溶液，分離的名稱為分液，所用儀器為分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（2）依據(jù)鐵離子遇到KSCN溶液變紅色設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)鐵離子的存在，從溶液Ⅱ中取樣，滴加KSCN溶液，顯紅色證明殘留含有Fe³⁺，顯無(wú)色證明無(wú)殘留，
故答案為：從溶液Ⅱ中取樣，滴加KSCN溶液，顯紅色證明殘留含有Fe³⁺，顯無(wú)色證明無(wú)殘留；
（3）酸性條件下亞鐵離子被重鉻酸根離子氧化成鐵離子，重鉻酸根被還原為鉻離子，反應(yīng)的離子方程式為為 Cr₂O₇ ^2-+6Fe²⁺+H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇ ^2-+6Fe²⁺+H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（4）依據(jù)離子反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算，定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，消耗0.01000 mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液6.00mL，物質(zhì)的量=0.01000mol/L×0.00600L=0.000060mol，

反應(yīng)為    Cr₂O₇ ^2-+6Fe²⁺+H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
           1       6
      0.000060mol   0.000360mol
c=$\frac{0.000360mol}{0.0250L}$=0.0144mol/L
則試樣X(jué)中c（Fe³⁺）=0.0144mol/L×$\frac{100}{25}$=0.0576mol/L，
故答案為：0.0576mol/L；
（5）上述測(cè)定結(jié)果存在一定的誤差，為提高該滴定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度，可以重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)，數(shù)值取平均值，減少誤差，滴定溶液濃度越小，測(cè)定結(jié)果越準(zhǔn)確，
故答案為：增加平行測(cè)定次數(shù)，或降低滴定劑濃度．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成和成分探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析，化合物分離、離子檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)基本操作、滴定實(shí)驗(yàn)過(guò)程和計(jì)算分析等知識(shí)點(diǎn)，注意題干信息的應(yīng)用，題目難度中等．