Question

11．聚合硫酸鐵（[Fe₂（OH）_n（SO₄）_（3-0.5n）]_m，n≥2，m≤10）簡稱聚鐵，是一種高效的絮凝劑．某中學(xué)學(xué)習(xí)小組欲測定硫酸亞鐵樣品溶液中鐵元素總量，并用硫酸亞鐵制備聚合硫酸鐵，設(shè)計的實驗過程如下：

請回答下列問題：
（1）實驗需要大約100mL的1：9硫酸（濃硫酸與溶劑水的體積比），配制該硫酸時需要的玻璃儀器是：玻璃棒、燒杯、量筒，配制過程是用量筒量取90mL水置于燒杯中，再量取10mL濃硫酸沿玻璃棒緩緩加入到燒杯中，邊加邊攪拌．
（2）限用以下試劑：蒸餾水、稀硫酸、KSCN溶液、K₃[Fe（CN）₆]溶液、新制氯水
某同學(xué)通過實驗判斷硫酸亞鐵晶體已部分變質(zhì)，他設(shè)計的實驗是：將硫酸亞鐵晶體溶于稀硫酸中，加少量水稀釋，取兩份溶液，一份溶液中加入KSCN溶液，溶液變成紅色證明已變質(zhì)，另一份溶液中加入K₃[Fe（CN）₆]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀證明部分變質(zhì)（請將操作、現(xiàn)象、結(jié)論補充完整）．
（3）上述過程制得某種聚鐵[Fe₂（OH）₄SO₄]₄的化學(xué)方程式是24FeSO₄+4NaClO₃+36H₂O=3[Fe₂（OH）₄SO₄]₄+4NaCl+12H₂SO₄．
（4）測定硫酸亞鐵樣品溶液中鐵元素總量的實驗如下：準(zhǔn)確量取5.00mL溶液放入帶塞的錐形瓶中，加入足量H₂O₂，加熱煮沸一定時間，加入過量KI，充分反應(yīng)后，再用0.5000mol/LNa₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL．
提示：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；  I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-（無色）
滴定時選用的指示劑是淀粉溶液，硫酸亞鐵樣品溶液中鐵元素總量是112g/L．實驗過程中，若省略步驟“加熱煮沸一定時間”，對滴定結(jié)果有何影響，請說明判斷的理由偏高，殘留的H₂O₂將KI氧化成I₂，使Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液用量偏大，導(dǎo)致測定的鐵元素總量偏高．

Answer 1

分析 （1）100mL的1：9硫酸需要濃硫酸10mL、水90mL，量取90mL水置于燒杯中，再量取10mL濃硫酸沿玻璃棒緩緩加入到燒杯中，邊加邊攪拌；
（2）硫酸亞鐵晶體已部分變質(zhì)，被氧化生成硫酸鐵，為硫酸亞鐵與硫酸鐵的混合物，用K₃[Fe（CN）₆]溶液檢驗亞鐵離子，用KSCN溶液檢驗鐵離子；
（3）由流程圖可知，硫酸亞鐵、NaClO₃在酸性條件得到[Fe₂（OH）₄SO₄]₄，氯元素被還原生成NaCl，根據(jù)守恒可知，還生成H₂SO₄；
（4）碘單質(zhì)遇到淀粉顯示藍色，可選淀粉為指示劑，當(dāng)?shù)鈫钨|(zhì)完全反應(yīng)后溶液由藍色變?yōu)闊o色；
②根據(jù)反應(yīng)：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂、I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，可得關(guān)系式Fe³⁺～S₂O₃^2-，然后根據(jù)關(guān)系式計算出鐵離子的物質(zhì)的量，再計算鐵元素的總含量；
加熱煮沸目的是除去過量H₂O₂，否則雙氧水可以將I^-氧化為I₂，導(dǎo)致消耗S₂O₃^2-的偏多．

解答 解：（1）100mL的1：9硫酸需要濃硫酸10mL、水90mL，用量筒量取90mL水置于燒杯中，再量取10mL濃硫酸沿玻璃棒緩緩加入到燒杯中，邊加邊攪拌，
故答案為：燒杯、量筒；用量筒量取90mL水置于燒杯中，再量取10mL濃硫酸沿玻璃棒緩緩加入到燒杯中，邊加邊攪拌；
（2）硫酸亞鐵晶體已部分變質(zhì)，被氧化生成硫酸鐵，為硫酸亞鐵與硫酸鐵的混合物，檢驗部分變質(zhì)的方案為：將硫酸亞鐵晶體溶于稀硫酸中，加少量水稀釋，取兩份溶液，一份溶液中加入KSCN溶液，溶液變成紅色證明已變質(zhì)，另一份溶液中加入K₃[Fe（CN）₆]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀證明部分變質(zhì)，
故答案為：取兩份溶液，一份溶液中加入KSCN溶液，溶液變成紅色證明已變質(zhì)，另一份溶液中加入K₃[Fe（CN）₆]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀證明部分變質(zhì)；
（3）由流程圖可知，硫酸亞鐵、NaClO₃在酸性條件得到[Fe₂（OH）₄SO₄]₄，氯元素被還原生成NaCl，根據(jù)守恒可知，還生成H₂SO₄，反應(yīng)方程式為：24FeSO₄+4NaClO₃+36H₂O=3[Fe₂（OH）₄SO₄]₄+4NaCl+12H₂SO₄，
故答案為：24FeSO₄+4NaClO₃+36H₂O=3[Fe₂（OH）₄SO₄]₄+4NaCl+12H₂SO₄；
（4）碘單質(zhì)遇到淀粉顯示藍色，可選淀粉為指示劑；當(dāng)加入最后一滴硫代硫酸鈉溶液時，藍色消失且半分鐘不變色說明反應(yīng)到達終點，
由關(guān)系式Fe³⁺～S₂O₃^2-，則n（Fe³⁺）=n（S₂O₃^2-）=0.5000mol/L×0.02L=0.01mol，鐵元素總含量為：$\frac{56g/mol×0.01mol}{0.005L}$=112g/L；
殘留的H₂O₂將KI氧化成I₂，使Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液用量偏大，導(dǎo)致測定的鐵元素總量偏高，
故答案為：淀粉溶液；112；偏高，殘留的H₂O₂將KI氧化成I₂，使Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液用量偏大，導(dǎo)致測定的鐵元素總量偏高．

點評 本題以物質(zhì)準(zhǔn)備工藝流程為載體，考查溶液配制、實驗方案設(shè)計、陌生方程式的書寫、物質(zhì)含量測定等，題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．