Question

綠礬（FeSO₄?7H₂O）是中學(xué)階段常用的一種還原劑．
（1）久置的綠礬溶液容易被空氣氧化變質(zhì)，簡(jiǎn)述檢驗(yàn)綠礬溶液已經(jīng)變質(zhì)的操作和現(xiàn)象：取少量待測(cè)液于試管中，

 

．
（2）綠礬溶液濃度的標(biāo)定，測(cè)定溶液中Fe²⁺物質(zhì)的量濃度的方法是：
a．量取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；
b．用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)；
c．重復(fù)操作2次，消耗KMnO₄溶液體積的體積分別為20.02mL、24.98mL、19.98mL．
（已知滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）
①判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是

 

．
②計(jì)算上述濾液中Fe²⁺物質(zhì)的量濃度

 

（保留四位有效數(shù)字）．
（3）探究保存綠礬溶液的有效措施
【反應(yīng)原理】
Fe²⁺在空氣中易氧化變質(zhì)，完成并配平下列離子方程式：

 

Fe²⁺+

 

O₂+

 

=

 

Fe（OH）₃↓+

 

Fe³⁺
【操作與現(xiàn)象】取4支試管，如圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)位置上寫出試管①的現(xiàn)象．

添加試劑	10.0mL FeSO4溶液	10.0mL FeSO4溶液+2mL煤油	10.0mL FeSO4溶液+1.0g鐵粉	10.0mL FeSO4溶液+
3天內(nèi)的現(xiàn)象		/	/	/

【分析與結(jié)論】設(shè)計(jì)試管①的作用是

 

；為了有效保存FeSO₄溶液，你認(rèn)為最佳方案為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：中和滴定,性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)綠礬溶液變質(zhì)后產(chǎn)生Fe³⁺，利用Fe³⁺的檢驗(yàn)方法；
（2）①根據(jù)高錳酸鉀溶液的顏色來指示反應(yīng)終點(diǎn)，滴入最后一滴高錳酸鉀溶液變化為紫紅色，半分鐘不褪色說明達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)；
②根據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，
（3）【反應(yīng)原理】根據(jù)得失電子相等配平方程式；
【操作與現(xiàn)象】根據(jù)硫酸能抑制 FeSO₄溶液的水解；根據(jù)Fe²⁺在溶液中被氧氣氧化生成Fe³⁺和氫氧化鐵；
【分析與結(jié)論】根據(jù)保存FeSO₄溶液需考慮隔絕空氣，防氧化和水解；

解答： 解：（1）綠礬溶液變質(zhì)后產(chǎn)生Fe³⁺，向其中滴入2～3滴的KSCN溶液，震蕩，溶液變成紅色，說明變質(zhì)；
故答案為：向其中滴入2～3滴的KSCN溶液，震蕩，溶液變成紅色；
（2）①高錳酸鉀溶液本身作指示劑，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀溶液變化為紫紅色，半分鐘不褪色，說明達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)，
故答案為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀溶液變化為紫紅色，半分鐘不褪色；
②消耗KMnO₄溶液體積的體積分別為20.02mL、24.98mL、19.98mL，舍去第二組數(shù)據(jù)，求出KMnO₄溶液體積為20.00mL，
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
5           1
n（Fe²⁺） 0.01000mol/L×0.02000L
計(jì)算得到；n（Fe²⁺）=0.001mol；
濾液中Fe²⁺物質(zhì)的量濃度

0.001mol

0.02500L

=0.04000 mol/L 
故答案為：0.04000 mol/L； 
（3）【反應(yīng)原理】該反應(yīng)中，氧氣得電子生成氫氧根離子，鐵元素由+2價(jià)→+3價(jià)，失去1個(gè)電子，氧氣中氧元素的化合價(jià)由0價(jià)→-2價(jià)，得到2個(gè)電子，一個(gè)氧氣分子得到4個(gè)電子，所以得失電子最小公倍數(shù)是4，然后再結(jié)合原子守恒進(jìn)行配平，所以其反應(yīng)方程式為：12Fe²⁺+3O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+8Fe³⁺，
故答案為：12、3、6 H₂O；4、8；
【操作與現(xiàn)象】硫酸能抑制 FeSO₄溶液的水解，便于與實(shí)驗(yàn)1對(duì)比；
Fe²⁺在溶液中被氧氣氧化生成Fe³⁺和氫氧化鐵，所以10.0mL FeSO₄溶液顏色很快變成黃色，并出現(xiàn)棕黃色渾濁；
故答案為：少量（3滴）硫酸；溶液顏色很快變成黃色，并出現(xiàn)棕黃色渾濁；
【分析與結(jié)論】保存FeSO₄溶液需考慮隔絕空氣，防氧化和水解，所以試管①作空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)；為了有效保存FeSO₄溶液，可用煤油隔絕空氣，并加入少量的鐵屑和稀硫酸；
故答案為：作空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)；用煤油隔絕空氣，并加入少量的鐵屑和稀硫酸；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)存在和含量的實(shí)驗(yàn)探究方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)判斷，氧化還原反應(yīng)、水解原理的分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．