Question

為測定某補血劑樣品[主要成分是硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?7H₂O）]中鐵元素的含量，某化學(xué)興趣小組設(shè)計了兩套實驗方案：

方案一：用酸性KMnO₄溶液滴定測定鐵元素的含量
（1）寫出滴定反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）下列滴定方式中，最合理的是

 

 （夾持部分略去）（填字母序號）．

（3）實驗前，首先要準確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除藥匙、天平、玻璃棒、燒杯、量筒外，還需

 

（填儀器名稱）．
（4）某同學(xué)設(shè)計以原電池的形式實現(xiàn)Fe²⁺至Fe³⁺的轉(zhuǎn)化，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，請寫出負極的電極反應(yīng)式

 

．
方案二  將FeSO₄轉(zhuǎn)化為Fe₂O₃，測定質(zhì)量變化，操作流程如圖：

（5）步驟②中除用H₂O₂外還可以使用的物質(zhì)是

 

．
（6）步驟②是否可以省略

 

，理由是

 

．
（7）步驟④中一系列操作依次是：過濾、洗滌、

 

、冷卻、稱量．
（8）假設(shè)實驗無損耗，則每片補血劑含鐵元素的質(zhì)量

 

g（用含a的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題,實驗設(shè)計題

分析：方案一：（1）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，被還原為Mn²⁺，同時生成水；
（2）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)盛放在酸式滴定管內(nèi)，硫酸亞鐵溶液呈酸性，應(yīng)盛放在酸式滴定管內(nèi)；
（3）精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器有天平、藥匙、玻棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶；
（4）原電池負極反應(yīng)氧化反應(yīng)，F(xiàn)e²⁺在負極放電生成Fe³⁺；
方案二：由流程圖可知，該實驗原理為：將藥品中的Fe²⁺形成溶液，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，再轉(zhuǎn)化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質(zhì)量，計算補血劑中鐵元素的含量．
（5）步驟②加入有強氧化性試劑，能將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺；
（6）Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準確計算Fe的含量；
（7）步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉(zhuǎn)化為氧化鐵，需要過濾、洗滌的氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質(zhì)量；
（8）根據(jù)鐵元素守恒可知ag氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量即為10片補血劑中鐵的質(zhì)量，據(jù)此計算．

解答： 解：方案一：（1）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，被還原為Mn²⁺，同時生成水，反應(yīng)離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（2）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)盛放在酸式滴定管內(nèi)，硫酸亞鐵溶液呈酸性，應(yīng)盛放在酸式滴定管內(nèi)，故B最合適，
故答案為：B；
（3）精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器有天平、藥匙、玻棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶；
（4）原電池負極反應(yīng)氧化反應(yīng)，F(xiàn)e²⁺在負極放電生成Fe³⁺，負極電極反應(yīng)式為Fe²⁺-e^-═Fe³⁺；
故答案為：Fe²⁺-e^-═Fe³⁺；
方案二：（5）步驟②加入有強氧化性試劑，能將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺，除用H₂O₂外還可以使用氯水等；
故答案為：氯水；
（6）Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準確計算Fe的含量，故步驟②不能省略；
故答案為：不能；Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準確計算Fe的含量；
（7）步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉(zhuǎn)化為氧化鐵，需要過濾、洗滌的氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質(zhì)量；
故答案為：灼燒；
（8）ag氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量即為10片補血劑中鐵的質(zhì)量，所以每片補血劑含鐵元素的質(zhì)量

a× 112 160

10

=0.07ag，故答案為：0.07a．

點評：本題考查學(xué)生對實驗原理與實驗操作的理解、物質(zhì)分離提純、元素化合物性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)滴定、化學(xué)計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．