Question

重鉻酸鈉（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）俗稱紅礬鈉，是一種重要的無機鹽產(chǎn)品，可作氧化劑，在印染、顏料、電鍍、醫(yī)藥等工業(yè)方面有廣泛的用途．某化學興趣小組設計實驗測定市場上的紅礬鈉中Na2Cr₂O₇的質量分數(shù)，其步驟如下：
I．稱取Wg紅礬鈉，溶于酸配成l00mL溶液；
Ⅱ．用cmol?L-1的標準KMnO₄酸性溶液滴定20.00mL一定濃度的FeSO₄溶液，消耗KMnO₄溶液20.00mL；
Ⅲ．取20.00mL Na₂Cr₂O₇溶液，用上述FeSO₄溶液滴定，達到滴定終點時，消耗24.00mLFeSO₄溶液；
查閱資料知：Cr₂O₇^2-在酸性條件下具有強氧化性，易被還原為Cr³⁺
回答下列問題：
（1）Na₂Cr₂O₇與FeSO₄的反應離子方程式為

 

．
（2）步驟Ⅱ中的滴定過程，滴定終點的現(xiàn)象為

 

；選用

 

（填“酸式”或“堿式”）滴定管．
（3）已知：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，此紅礬鈉中Na₂Cr₂O₇的質量分數(shù)的表達式為

 

．
（4）判斷下列操作對Na₂Cr₂O₇的質量分數(shù)測定結果的影響 （填“偏高”、“偏低”或“無影響”）：
①步驟Ⅲ中的滴定過程，滴定終點讀數(shù)時俯視讀數(shù)

 

；
②配制c mol?L^-1的KMnO₄標準溶液時，轉移時有少量溶液灑出．
（5）有同學提出FeSO₄有很強的還原性，在空氣中易被氧化而變質，因此對測定結果會造成影響，請你分析后指出，如果FeSO₄變質，對測定結果的影響是

 

（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．
請設計一個簡單實驗檢驗FeSO₄溶液是否變質．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：

分析：本實驗原理是用高錳酸鉀來測定硫酸亞鐵濃度，再用硫酸亞鐵來滴定重鉻酸鈉，根據(jù)方程式計算重鉻酸鈉的物質的量，進而計算質量分數(shù)；
（1）重鉻酸鈉具有強氧化性，能把亞鐵離子氧化成鐵離子；
（2）高錳酸鉀本身就是指示劑，高錳酸鉀具有強氧化性，應放在酸式滴定管中；
（3）先根據(jù)MnO^-₄ +5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，計算亞鐵離子濃度，再Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O計算重鉻酸鈉的物質的量，進而計算質量分數(shù)；
（4）①步驟Ⅲ中的滴定過程，滴定終點讀數(shù)時俯視讀數(shù)，則度數(shù)偏低，造成V減少；
②配制c mol?L^-1的KMnO₄標準溶液時，轉移操作時有少量溶液灑出，則造成高錳酸鉀損失；
（5）如果FeSO₄變質，對測定結果的影響，滴定時消耗FeSO₄體積偏多，據(jù)此計算出的紅礬鈉偏大；FeSO₄溶液是否變質生成Fe₂（SO₄）₃溶液，故需要檢驗鐵離子判斷是否變質．

解答： 解：（1）重鉻酸鈉具有強氧化性，能把亞鐵離子氧化成鐵離子，反應的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（2）高錳酸鉀呈紫紅色，故滴定終點時，溶液由淺綠色剛變淺紫色，并保持半分鐘不變，高錳酸鉀具有強氧化性，應放在酸式滴定管中；
故答案為：溶液由淺綠色剛變淺紫色，并保持半分鐘不變；酸式；
（3）MnO^-₄ +5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
   1             5
0.0200L×cmol/L  0.0200L×c（Fe²⁺）
c（Fe²⁺）=5cmol/L
Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
1      6
n     5cmol/L×0.02400L
n=

5cmol/L×0.02400L×1

6

=0.02cmol

所以重鉻酸鈉的質量分數(shù)為：

0.02cmol× 100mL 20mL ×262g/mol

Wg

×100%，故答案為：

0.02cmol× 100mL 20mL ×262g/mol

Wg

×100%；
（4）①步驟Ⅲ中的滴定過程，滴定終點讀數(shù)時俯視讀數(shù)，則度數(shù)偏低，造成V減少，計算出重鉻酸鈉偏低；
②配制c mol?L^-1的KMnO₄標準溶液時，轉移操作時有少量溶液灑出，則造成高錳酸鉀損失，導致測得亞鐵離子濃度測得偏高，計算出重鉻酸鈉偏高；
故答案為：偏低；偏高；
（5）如果FeSO₄變質，滴定時消耗FeSO₄體積偏多，據(jù)此計算出的紅礬鈉偏大，質量分數(shù)偏高；則；FeSO₄溶液是否變質生成Fe₂（SO₄）₃溶液，故需要檢驗鐵離子判斷是否變質，一般用硫氰化鉀來檢驗，具體做法為：取少量硫酸亞鐵溶液放入試管，滴加幾滴硫氰化鉀溶液，若溶液變紅色，證明由鐵離子存在，即硫酸亞鐵變質，若無明顯現(xiàn)象，則沒變質；
故答案為：偏高；少量硫酸亞鐵溶液放入試管，滴加幾滴硫氰化鉀溶液，若溶液變紅色，證明由鐵離子存在，即硫酸亞鐵變質，若無明顯現(xiàn)象，則沒變質．

點評：本題考查了滴定的應用、離子檢驗、誤差分析，難度不大，分析誤差時要分清影響哪些方面，對計算結果造成什么影響．