Question

鐵及其化合物在生產和生活中有著廣泛的應用．

（1）氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：

回答下列問題：

①操作Ⅰ、Ⅱ的名稱分別是  、  ．

②寫出在空氣中煅燒FeCO₃的化學方程式  ；

③煅燒如果不充分，產品中將有Fe²⁺存在，試設計實驗檢驗產品中有無Fe²⁺．

（2）有些同學認為KMnO₄溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定．

a．稱取2.850g綠礬（FeSO₄•7H₂O）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/LKMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL．

①寫出酸性KMnO₄溶液與FeSO₄溶液反應的離子方程式  

②計算上述樣品中FeSO₄•7H₂O的質量分數(shù)為   已知M（FeSO₄•7H₂O）=278g/mol]

③滴定達到終點時錐形瓶中溶液顏色變化為  

④下列操作會導致樣品中FeSO₄•7H₂O的質量分數(shù)的測定結果偏高的有  ．

a．未干燥錐形瓶

b．盛裝標準液的滴定管沒有用標準液潤洗

c． 滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡

d．量取待測液，視線注視刻度時開始平視、結束俯視．

Answer 1

考點：  鐵的化學性質；鐵的氧化物和氫氧化物；探究物質的組成或測量物質的含量．

專題：  幾種重要的金屬及其化合物．

分析：  （1）①分離可溶物和不溶物用過濾，除去固體上的少量可溶性雜質用洗滌；

②FeCO₃與氧氣反應生成三氧化二鐵和二氧化碳．

③依據煅燒反應不完全，生成氧化鐵中含有碳酸亞鐵，可以先加酸溶解，再加入高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子的存在；

（2）①高錳酸鉀溶液具有強氧化性，亞鐵離子具有還原性，酸性溶液中亞鐵離子被高錳酸鉀氧化為鐵離子，本身被還原為錳離子，結合電荷守恒，原子守恒配平書寫；

②依據元素守恒和氧化還原反應計算得到；

③亞鐵離子被氧化為三價鐵離子，高錳酸鉀溶液做指示劑，滴定終點時溶液由淺綠色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內不立即褪去；

④依據滴定過程中C（待測）=，操作過程中引起誤差需要分析道到標準液的體積變化分析；

解答：  解：（1）①分離可溶物和不溶物用過濾，除去固體上的少量可溶性雜質用洗滌，故答案為：過濾；洗滌；

②在空氣中煅燒FeCO₃，F(xiàn)eCO₃與氧氣反應生成三氧化二鐵和二氧化碳，故答案為：4FeCO₃+O₂2Fe₂O₃+4CO₂．

③煅燒如果不充分，產品中將有Fe²⁺ 存在，主要是Fe₂O₃和FeCO₃，取樣品放入試管中，加入稀硫酸溶解得到溶液，滴入高猛酸鉀溶液，若滴入的高錳酸鉀溶液褪色證明含有亞鐵離子，否則不存在，故答案為：取固體樣品少許放入試管中，加入足量稀硫酸，震蕩試管，再加入幾滴滴入KMnO₄溶液，若溶液褪色證明含有Fe²⁺，否則不存在；

（2）①高錳酸鉀溶液具有強氧化性，亞鐵離子具有還原性，酸性溶液中亞鐵離子被高錳酸鉀氧化為鐵離子，本身被還原為錳離子，酸性KMnO₄溶液與FeSO₄溶液反應的離子方程式：MnO₄^﹣+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；

②依據步驟分析，25ml溶液被高錳酸鉀溶液滴定反應，終點時消耗亞鐵離子物質的量為：

                    MnO₄^﹣+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；

                     1    5

  0.0200L×0.0100mol/L    n（Fe²⁺）

n（Fe²⁺）=0.00100mol；

配制的250ml溶液中含亞鐵離子物質的量n=0.01mol；

樣品中綠礬的質量分數(shù)=×100%=97.5%

故答案為：97.5%

③滴定實驗是利用高錳酸鉀溶液的顏色變化指示反應終點，所以反應完全后，溶液呈紫紅色，故答案為：溶液由淺綠色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內不立即褪去；

④滴定過程中C（待測）=，

a、錐形瓶未干燥對滴定結果無影響，故a不選；

b、盛裝標準液的滴定管沒有用標準液潤洗，高錳酸鉀溶液變稀，滴定時消耗溶液體積增大，根據c（待測）=，V_標偏大，則c_待偏高，故b選；

c、滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡，消耗的高錳酸鉀溶液體積偏小，根據c（待測）=，V_標偏小，則c_待偏低，故c不選；

d、量取待測液，是用滴定管，視線注視刻度時開始平視正確、結束俯視是液面定刻度，待測液體積讀數(shù)偏小，根據c（待測）=，V_標偏小，則c_待偏高，故d選；

故選bd．

點評：  本題考查了鐵及其化合物性質的分析應用，滴定實驗的操作步驟和注意問題，滴定實驗的計算應用，誤差分析依據，題目難度中等．