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(xiě)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(xiě)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_(kāi)_____ 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_(kāi)_____
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(kāi)始平視、結(jié)束俯視．

Answer 1

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；
（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：紫紅色
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，計(jì)算結(jié)果偏高，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，計(jì)算結(jié)果偏小，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(kāi)始平視正確、結(jié)束俯視是液面定刻度，待測(cè)液體積讀小，計(jì)算結(jié)果偏小；故d不選；
故選b；
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(shū)寫(xiě)；
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，溶液呈紫紅色；
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；
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．