Question

【題目】硫酸亞鐵是一種重要的化工產(chǎn)品，在工業(yè)上有重要的用途。學生探究燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備綠礬(FeSO4·7H2O式量為278)，并進一步計算產(chǎn)品的純度。
工藝流程如下所示：

（1）燒渣在進行酸溶時用到的酸為。
（2）過程中灼燒時產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液不會褪色的是
A.品紅溶液
B.紫色石蕊溶液
C.酸性KMnO4溶液
D.紅色的酚酞試液
（3）X是 ， 此時濾液N中發(fā)生反應的離子方程式為。檢驗溶液Q中含有的金屬陽離子的實驗方法是。
（4）操作III的操作步驟為蒸發(fā)濃縮、、過濾(填操作名稱)、、干燥。
（5）測定綠礬產(chǎn)品中Fe2+含量的實驗步驟：
a．稱取6.0g產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01mol·L-1 KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積為40.00mL。(滴定時發(fā)生反應的離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O)。
①標準液應盛裝在滴定管中(填“酸式”或“堿式”)，計算上述產(chǎn)品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分數(shù)為；
②若在a步操作中，進行定容時仰視刻度線定容，則會使測得的產(chǎn)品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分數(shù)。(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】
（1）硫酸
（2）B
（3）鐵粉；Fe+2Fe3+=3 Fe2+ ；取待測液于試管中，滴入幾滴KSCN，無明顯現(xiàn)象，滴入雙氧水或氯水，溶液變血紅色，則說明
（4）冷卻結晶；洗滌
（5）酸式滴定管；92.7%；偏小。
【解析】（1）本實驗要制備綠礬，為了不引入新雜質(zhì)，要用硫酸溶解；
（2）過程中灼燒時產(chǎn)生的氣體為SO2 ， 具有還原性和漂白性及酸性氧化物的通性，能使品紅褪色，能與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應而使其褪色，能與堿反應使紅色的酚酞試液褪色，不能使紫色石蕊溶液褪色，故選B；
（3）根據(jù)流程分析可知，溶液N中主要溶質(zhì)為硫酸鐵，要制得綠礬要加鐵粉，反應的離子方程式為 Fe+2Fe3+=3 Fe2+ ， 檢驗亞鐵離子的方法是取待測液于試管中，滴入幾滴KSCN，無明顯現(xiàn)象，滴入雙氧水或氯水，溶液變血紅色，則說明溶液中含有亞鐵離子；
（4）從硫酸亞鐵溶液中得到綠礬，要將硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；
（5）①高錳酸鉀有強氧化性，應用酸式滴定管，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.01molL-1×0.04L=0.0004mol，根據(jù)電子得失守恒有關系式KMnO4～5FeSO47H2O，則6.0g產(chǎn)品中含有FeSO47H2O的質(zhì)量0.0004mol× ×5×278g/mol=5.56g，所以FeSO47H2O的質(zhì)量分數(shù)為 ×100%=92.7%；
②若在a步操作中，進行定容時仰視刻度線定容，則所得樣品溶液濃度偏小，消耗的高錳酸鉀的體積也會偏小，根據(jù)①的計算可知測得的產(chǎn)品中FeSO47H2O的質(zhì)量分數(shù)偏��；
故答案為：（1）硫酸；（2）B；（3）鐵粉； Fe+2Fe3+=3 Fe2+；取待測液于試管中，滴入幾滴KSCN，無明顯現(xiàn)象，滴入雙氧水或氯水，溶液變血紅色，則說明溶液中含有亞鐵離子；（4）冷卻結晶、洗滌；（5）酸式；92.7%；偏小。
（1）由原料、產(chǎn)品確定加入的酸為硫酸；
（2）灼燒過程產(chǎn)生SO2，結合SO2的性質(zhì)進行選項分析；
（3）濾液N中含有鐵離子，可加入鐵粉將其還原；結合亞鐵離子的檢驗進行作答；
（4）從溶液中獲得晶體，可用結晶法，后經(jīng)過過濾、洗滌、干燥操作；
（5）標準液顯酸性，應用酸式滴定管；
根據(jù)電子守恒確定關系式KMnO4～5FeSO47H2O，從而計算FeSO47H2O的物質(zhì)的量，進而求出其質(zhì)量分數(shù)；
定容時仰視刻度線，則待測液的濃度偏小，消耗標準液的量偏小。