Question

10．鐵是人體必需元素，是合成血紅素的重要原料，缺鐵會造成貧血，市場上常見補血劑有硫酸亞鐵、富馬酸亞鐵（分子式C₄H₂O₄Fe）、葡萄糖酸亞鐵、琥珀酸亞鐵（速力菲片）等．某化學興趣小組通過實驗對硫酸亞鐵補血劑成分進行探究并測定Fe²⁺的含量，可供選擇的試劑有雙氧水、KSCN溶液、鹽酸、BaCl₂溶液（已知KSCN可被雙氧水氧化）．
（1）成分探究：小組成員發(fā)現(xiàn)硫酸亞鐵補血劑外面糖衣是紅色的，里面是淡藍綠色的，甲同學對其組成進行如下探究：

實驗探究	實驗操作及現(xiàn)象	結論分析
探究一	將淡藍綠色粉末溶解于鹽酸溶液中，取上清液2份， ①1份滴加BaCl2溶液，產生白色沉淀，再加鹽酸，無明顯變化． ②另1份溶液先滴加KSCN溶液，無明顯變化，再滴加雙氧水，后滴加KSCN溶液溶液，變成血紅色．	證明淡藍綠色粉末為FeSO4
探究二	將紅色物質研成粉末，滴加鹽酸，無明顯變化，再滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象．	證明：紅色物質不是Fe2O3．

（2）配制硫酸亞鐵補血劑的待測溶液．
補血劑（1片0.5克）$\stackrel{①溶解}{→}$濁液$→_{③}^{②脫色}$濾液$\stackrel{④氧化}{→}$配成1L待測液
①步驟③濁液脫色后進行A（填標號）操作才能得到溶液．

②甲同學認為步驟③濾液直接蒸發(fā)結晶不能得到硫酸亞鐵晶體，理由是因為硫酸亞鐵在加熱過程中易被氧化，，你的方案是加入足量鐵粉，小心蒸發(fā)至出現(xiàn)結晶膜時停止加熱．
③已知步驟④中加入足量的H₂O₂溶液，作用是將Fe²⁺完全氧化成Fe³⁺，然后微熱并用玻璃棒攪拌至無氣泡產生，目的是除去過量的H₂O₂．
④寫出步驟④中發(fā)生反應的離子方程式：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O
（3）測定硫酸亞鐵補血劑待測液的濃度
【方法一】用紫外分光光度法：使用紫外分光光度計，將不同波長的光連續(xù)地照射到一定標準濃度滴加5mL 0.2mol•L^-1 苯二甲酸氫鉀緩沖液的硫酸亞鐵標準溶液，得到與不同波長相對應的吸收強度，以硫酸亞鐵標準溶液的濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪出該物質的吸收光譜曲線如圖．
⑤取待測液10mL滴加5mL 0.2mol•L^-1 苯二甲酸氫鉀緩沖液，并稀釋至60mL，用紫外分光光度法測得待測液的吸光度為0.4，則樣品中鐵元素的質量分數(shù)是12%．
【方法二】KMnO₄標準溶液滴定法：稱取4.0g的硫酸亞鐵產品，溶于水，加入適量稀硫酸，用0.2mol•L^-1 KMnO₄溶液滴定，當溶液中Fe²⁺全部被氧化時，消耗KMnO₄溶液體積10.00mL．
⑥KMnO₄溶液置于酸式滴定管中，終點的顏色變化：淺綠色變成淺黃色
⑦要達到好的治療效果，服用補血劑時需注意口服鐵劑應同時并服維生素C，理由是維生素C具有還原性，防止Fe²⁺被氧化．

Answer 1

分析 （1）證明淡藍綠色粉末為FeSO₄，一是證明含硫酸根離子，另一份加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn)，加入過氧化氫，滴入KSCN溶液會變紅色證明原溶液中為亞鐵離子；
（2）①步驟③濁液脫色后過濾除去不溶物質操作才能得到溶液；
②濾液直接蒸發(fā)結晶不能得到硫酸亞鐵晶體是因為亞鐵離子易被氧化，為防止氧化應加入足量鐵屑；
③加入足量的H₂O₂溶液是為了氧化亞鐵離子為鐵離子，微熱并用玻璃棒攪拌至無氣泡除去過量過氧化氫；
④亞鐵離子酸性溶液中鋇過氧化氫氧化生成鐵離子；
（3）⑤吸光度為0.4，求得硫酸亞鐵的濃度為10mg/L，樣品10ml稀釋至60ml，所以原溶液硫酸亞鐵的濃度為60mg/L，0.5g樣品含有硫酸亞鐵60mg；
⑥高錳酸鉀溶液具有強氧化性能氧化橡膠管，不能用堿式滴定管盛放，利用亞鐵離子為淺綠色被氧化生成鐵離子溶液呈黃色可以指示滴定反應的終點；
⑦服用維生素C，可使食物中的鐵離子還原成亞鐵離子，有利于人體吸收；

解答 解：（1）②證明淡藍綠色粉末為FeSO₄，將淡藍綠色粉末溶解于鹽酸溶液中取上清液2份，加入氯化鋇溶液生成不溶于鹽酸的白色沉淀證明含硫酸根離子，另一份加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn)，加入過氧化氫，滴入KSCN溶液會變紅色證明原溶液中為亞鐵離子，
故答案為：KSCN溶液；
（2）①補血劑（1片0.5克）溶解得到濁液脫色后過濾得到濾液，
故答案為：A；
②濾液直接蒸發(fā)結晶不能得到硫酸亞鐵晶體，因為亞鐵離子具有還原性，硫酸亞鐵在加熱過程中易被氧化，在加熱蒸發(fā)過程中應加入足量鐵粉，小心蒸發(fā)至出現(xiàn)結晶膜時停止加熱，
故答案為：因為硫酸亞鐵在加熱過程中易被氧化   加入足量鐵粉，小心蒸發(fā)至出現(xiàn)結晶膜時停止加熱；
③步驟④中加入足量的H₂O₂溶液是為了氧化亞鐵離子為鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，微熱并用玻璃棒攪拌至無氣泡產生除去過量的H₂O₂，
故答案為：將Fe²⁺ 完全氧化成Fe³⁺；除去過量的H₂O₂；
④亞鐵離子酸性溶液中鋇過氧化氫氧化生成鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）⑤吸光度為0.4，求得硫酸亞鐵的濃度為10mg/L，樣品10ml稀釋至60ml，所以原溶液硫酸亞鐵的濃度為60mg/L，0.5g樣品含有硫酸亞鐵60mg，進一步計算鐵元素的質量分數(shù)=$\frac{0.060g}{0.5g}$×100%=12%，
故答案為：12%；
⑥錳酸鉀溶液具有強氧化性能氧化橡膠管，不能用堿式滴定管盛放，應用酸式滴定管盛放，終點的顏色變化是淺綠色溶液變化為黃色溶液，
故答案為：酸；淺綠色變成淺黃色；
⑦維生素C有還原性，能服用維生素C，可使食物中的鐵離子還原成亞鐵離子，有利于人體吸收，
故答案為：維生素C具有還原性，防止Fe²⁺被氧化；

點評 本題考查學生對物質的量濃度溶液的配制實驗原理與實驗操作的理解、化學計算、滴定步驟等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．