Question

6．綠礬（FeSO₄•7H₂O）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分．下面是以市售鐵屑（含少量錫、氧化鐵等雜質）為原料生產純凈綠礬的一種方法：

查詢資料，得25℃時有關物質的數據如表：

	飽和H2S溶液	SnS沉淀完全	FeS開始沉淀	FeS沉淀完全
pH值	3.9	1.6	3.0	5.5

（1）操作II中，先通入硫化氫至飽和，目的是除去溶液中的Sn²⁺離子；后加入硫酸酸化至pH=2的作用是防止Fe²⁺離子生成沉淀．
（2）操作IV得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌，其目的是：
①除去晶體表面附著的硫酸等雜質；②降低洗滌過程中FeSO₄•7H₂O的損耗．
（3）工業(yè)上常用氧化還原滴定法測定綠礬產品中Fe²⁺含量，測定步驟如下：
a．稱取2.850g綠礬產品，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^-1KMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL．
①已知酸性KMnO₄被FeSO₄還原時生成Mn²⁺．寫出該測定過程的離子反應方程式：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
②滴定時盛放KMnO₄溶液的儀器為酸式滴定管（填儀器名稱）．
③判斷此滴定實驗達到終點的方法是滴加最后一滴KMnO₄溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內不褪色．
④若實驗操作無失誤，測得上述樣品中FeSO₄•7H₂O的含量仍偏低，則可能的原因是：部分Fe²⁺被空氣中O₂氧化．

Answer 1

分析 鐵屑加入稀硫酸生成硫酸亞鐵、硫酸錫，過濾后得到濾液，將濾液加入稀硫酸酸化，并通入硫化氫，可生成SnS沉淀并防止亞鐵離子被氧化，過濾后得到濾液為硫酸亞鐵，經蒸發(fā)濃硫酸、冷卻結晶、過濾可得到FeSO₄•7H₂O，
（1）依據流程關系圖分析，通入硫化氫制飽和，硫化氫是強還原劑，目的是沉淀錫離子，防止亞鐵離子被氧化；在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調節(jié)溶液PH=2為了除去雜質離子Sn²⁺；
（2）操作IV得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌目的是洗去表面雜質，溫度降低綠礬溶解度降低，減少綠礬晶體的損失；
（3）①高錳酸鉀溶液具有強氧化性能氧化橡膠管，不能用簡式滴定管；
②高錳酸鉀有強氧化性，所以滴定時盛放KMnO₄溶液要用酸式滴定管；
③利用高錳酸鉀溶液紫紅色指示反應終點；
④由于亞鐵離子具有還原性，可被空氣中氧氣氧化．

解答 解：鐵屑加入稀硫酸生成硫酸亞鐵、硫酸錫，過濾后得到濾液，將濾液加入稀硫酸酸化，并通入硫化氫，可生成SnS沉淀并防止亞鐵離子被氧化，過濾后得到濾液為硫酸亞鐵，經蒸發(fā)濃硫酸、冷卻結晶、過濾可得到FeSO₄•7H₂O，
（1）通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強還原性，可以防止亞鐵離子被氧化，已知：在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，沉淀完全時的pH為5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2時，Sn²⁺完全沉淀，亞鐵離子不沉淀，
故答案為：除去溶液中的Sn²⁺離子；防止Fe²⁺離子生成沉淀；
（2）②冰水溫度低，物質溶解度減小，可以洗去沉淀表面的雜質離子，避免綠礬溶解帶來的損失，
故答案為：降低洗滌過程中FeSO₄•7H₂O的損耗；
（3）①酸性KMnO₄被FeSO₄還原時生成Mn²⁺，反應的離子方程式為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
②高錳酸鉀有強氧化性，所以滴定時盛放KMnO₄溶液要用酸式滴定管，故答案為：酸式滴定管；
③滴定實驗達到終點時，滴加最后一滴KMnO₄溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內不褪色，
故答案為：滴加最后一滴KMnO₄溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內不褪色；
④由于亞鐵離子具有還原性，可被空氣中氧氣氧化，則消耗高錳酸鉀的物質的量減少，可導致測定結果偏低，故答案為：部分Fe²⁺被空氣中O₂氧化．

點評 本題考查了鐵鹽亞鐵鹽的性質應用，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，題目著重于分離混合物的實驗方法設計和分析判斷的考查，注意把握滴定實驗的分析判斷，數據計算，誤差分析的方法，題目難度中等．