Question

鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，請根據(jù)下列實驗回答問題：
（1）某溶液中有Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺等四種離子，向其中加入過量的NaOH溶液后，過濾，將濾渣高溫灼燒并將灼燒后的固體投入到過量的稀鹽酸中，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是

 

；
A．Mg²⁺　　　B．Fe²⁺C．Al³⁺    D．Cu²⁺
（2）氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：

回答下列問題：
①操作II所包含的兩項主要基本操作是

 

．上述流程中，F(xiàn)e（OH）₂轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃時的化學(xué)方程式為

 

．
②將FeCl₂溶液高溫水解、氧化也可直接制得氧化鐵，請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）有些同學(xué)認(rèn)為KMnO₄溶液滴定能進行鐵元素含量的測定，反應(yīng)的離子方程式為：
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
實驗步驟如下：
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待測溶液于錐形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL．
請完成下列問題：
①實驗前，首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需

 

．
②某同學(xué)設(shè)計的下列滴定方式，最合理的是

 

．（夾持部分略去）（填字母序號）

③計算上述樣品中FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點：常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用,中和滴定,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題,元素及其化合物

分析：（1）加入過量的NaOH，Al³⁺轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，Mg²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，且氫氧化亞鐵易被氧化，灼燒固體得到氧化鎂、氧化鎂、氧化鐵，用過量的稀鹽酸中，所得溶液中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺；
（2）①由工藝流程可知，操作I是將固體與液體分離，應(yīng)采取過量的方法；FeCO₃沉淀會附著其它離子，需要進行洗滌，減少雜質(zhì)；Fe（OH）₂轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃是氫氧化亞鐵被氧化成氫氧化鐵，根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒配平；
②將FeCl₂溶液高溫水解、氧化也可直接制得氧化鐵，氯轉(zhuǎn)化為氯化氫，根據(jù)得失電子和質(zhì)量守恒配平；
（3）①配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250 mL容量瓶；
②酸性溶液或強氧化性溶液應(yīng)用酸式滴定管；
③根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計算．

解答：解：（1）加入過量的NaOH，Al³⁺轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，Mg²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，且氫氧化亞鐵易被氧化，灼燒固體得到氧化鎂、氧化鎂、氧化鐵，用過量的稀鹽酸中，所得溶液中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是Al³⁺、Fe²⁺，
故答案為：B、C；
（2）①由工藝流程可知，操作I是將固體與液體分離，分離溶液和固體雜質(zhì)的操作為過濾，應(yīng)采取過濾的方法；FeCO₃沉淀會附著其它離子，需要進行洗滌，減少雜質(zhì)，沉淀在干燥之前須洗滌；Fe（OH）₂轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃是氫氧化亞鐵被氧化成氫氧化鐵，方程式為：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃，
故答案為：過濾；洗滌； 4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃；
②將FeCl₂溶液高溫水解、氧化也可直接制得氧化鐵，氯轉(zhuǎn)化為氯化氫，方程式為：4FeCl₂+4H₂O+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8HCl，
故答案為：4FeCl₂+4H₂O+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8HCl；
（3）①精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250 mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶；
②酸性溶液或強氧化性溶液應(yīng)用酸式滴定管，故答案為：b；
③n（MnO₄^-）=0.01000mol/L×0.02L=2×10^-4mol，則由5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O可知n（Fe²⁺）=5×2×10^-4mol=1×10^-3mol，
所以250mL溶液中含有知n（Fe²⁺）=1×10^-2mol，
則m（FeSO₄?7H₂O）=278g/mol×1×10^-2mol=2.78g，
樣品中FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.78g

2.850g

×100%=97.5%，
故答案為：0.975或97.5%．

點評：本題考查元素化合物性質(zhì)、化學(xué)工藝流程、基本操作與方案設(shè)計、鹽類水解、常用化學(xué)用語等，難度中等，是對所學(xué)知識的綜合利用，為高考常見題型，注意關(guān)系式法的運用．