Question

2．某同學(xué)將鐵鋁合金樣品溶解后取樣25.00mL，分離并測(cè)定Fe³⁺的濃度，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如下：

已知：乙醚[（C₂H₅）₂O]是一種易揮發(fā)、易燃、有麻醉性的有機(jī)化合物，沸點(diǎn)為34.5度，微溶于水，在較高的鹽酸濃度下，F(xiàn)e³⁺與HCl、乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]而溶于乙醚，當(dāng)鹽酸濃度降低時(shí)，該化合物解離．
請(qǐng)回答：
（1）操作A的名稱(chēng)是分液
（2）經(jīng)操作A后，為判斷Fe³⁺是否有殘留，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案從溶液Ⅱ中取樣，滴加KSCN溶液，顯紅色證明殘留含有Fe³⁺，顯無(wú)色證明無(wú)殘留
（3）蒸餾裝置如圖所示，裝置中存在的錯(cuò)誤是體系密閉，明火加熱

（4）滴定前，加入的適量溶液B是B
A．H₂SO₃-H₃PO₄             B．H₂SO₄-H₃PO₄
C．HNO₃-H₃PO₄              D．HI-H₃PO₄
（5）滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，消耗0.1000  mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液6.00mL．根據(jù)該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試樣X(jué)中c（Fe³⁺）為0.576mol/L
（6）上述測(cè)定結(jié)果存在一定的誤差，為提高該滴定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度，可采取的措施是CD
A．稀釋被測(cè)試樣             B．減少被測(cè)試樣取量
C．增加平行測(cè)定次數(shù)         D．降低滴定劑濃度．

Answer 1

分析 含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺試樣X(jué)溶液25ml，加入適量濃鹽酸和乙醚，在較高的鹽酸濃度下，F(xiàn)e³⁺與HCl、乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]而溶于乙醚，乙醚微溶于水，分層后通過(guò)分液分離得到溶液Ⅱ?yàn)锳l³⁺的溶液，和溶液Ⅰ是乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]的溶液，當(dāng)鹽酸濃度降低時(shí)，該化合物解離，加入水解離后，通過(guò)蒸餾得到方法除去乙醚，得到含鐵離子的水溶液，定容至100ml，取25.00ml溶液，滴入適量還原劑得到Fe²⁺離子的溶液，加入指示劑，滴定前，加入的適量溶液B為非氧離子化性和還原性的酸，用重鉻酸鉀溶液滴定至終點(diǎn)，
（1）分離不溶于水的液體混合物利用分液的方法進(jìn)行分離操作；
（2）依據(jù)鐵離子遇到KSCN溶液變紅色設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)鐵離子的存在；
（3）蒸餾裝置中錐形瓶不能密閉，乙醚是一種易揮發(fā)、易燃、有麻醉性的有機(jī)化合物，實(shí)驗(yàn)加熱不能用明火；
（4）滴定需要的酸性環(huán)境，所需酸不能具有還原性、氧化性，不能被氧化劑氧化，也不能被亞鐵離子還原；
（5）依據(jù)離子反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算；
（6）上述測(cè)定結(jié)果存在一定的誤差，為提高該滴定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度，可以重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)，數(shù)值取平均值，減少誤差，滴定溶液濃度越小，測(cè)定結(jié)果越準(zhǔn)確．

解答 解：含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺試樣X(jué)溶液25ml，加入適量濃鹽酸和乙醚，在較高的鹽酸濃度下，F(xiàn)e³⁺與HCl、乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]而溶于乙醚，乙醚微溶于水，分層后通過(guò)分液分離得到溶液Ⅱ?yàn)锳l³⁺的溶液，和溶液Ⅰ是乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]的溶液，當(dāng)鹽酸濃度降低時(shí)，該化合物解離，加入水解離后，通過(guò)蒸餾得到方法除去乙醚，得到含鐵離子的水溶液，定容至100ml，取25.00ml溶液，滴入適量還原劑得到Fe²⁺離子的溶液，加入指示劑，滴定前，加入的適量溶液B為非氧離子化性和還原性的酸，用重鉻酸鉀溶液滴定至終點(diǎn)，
（1）操作A是利用在較高的鹽酸濃度下，F(xiàn)e³⁺與HCl、乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]而溶于乙醚，乙醚微溶于水，分層后通過(guò)分液分離得到溶液Ⅱ?yàn)锳l³⁺的溶液，和溶液Ⅰ是乙醚形成化合物[（C₂H₅）₂OH][FeCl₄]的溶液，分離的名稱(chēng)為分液，
故答案為：分液；
（2）依據(jù)鐵離子遇到KSCN溶液變紅色設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)鐵離子的存在，從溶液Ⅱ中取樣，滴加KSCN溶液，顯紅色證明殘留含有Fe³⁺，顯無(wú)色證明無(wú)殘留，
故答案為：從溶液Ⅱ中取樣，滴加KSCN溶液，顯紅色證明殘留含有Fe³⁺，顯無(wú)色證明無(wú)殘留；
（3）蒸餾裝置中錐形瓶不能密閉，否則蒸餾實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行，乙醚是一種易揮發(fā)、易燃、有麻醉性的有機(jī)化合物，實(shí)驗(yàn)加熱不能用明火，否則會(huì)引發(fā)燃燒導(dǎo)致危險(xiǎn)，
故答案為：體系密閉，明火加熱；
（4）滴定需要的酸性環(huán)境，所需酸不能具有還原性、氧化性，不能被氧化劑氧化，也不能被亞鐵離子還原，
A．H₂SO₃-H₃PO₄ 中亞硫酸具有還原性，也會(huì)被氧化劑氧化，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液增大，產(chǎn)生誤差，故A錯(cuò)誤；
B．H₂SO₄-H₃PO₄ 中酸為非氧化性酸，可以提供酸性環(huán)境且不影響測(cè)定反應(yīng)，故B正確；
C．HNO₃-H₃PO₄ 中硝 酸具有強(qiáng)氧化性，可以氧化亞鐵離子，導(dǎo)致滴入氧化劑標(biāo)準(zhǔn)溶液減少，測(cè)定結(jié)果偏低，故C錯(cuò)誤；
D．HI-H₃PO₄ 中HI酸是還原性酸，也可以消耗滴入的氧化劑，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（5）依據(jù)離子反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算，定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，消耗0.1000 mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液6.00mL，物質(zhì)的量=0.1000mol/L×0.00600L=0.00060mol

反應(yīng)為    Cr₂O₇ ^2-+6Fe²⁺+H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
           1       6
      0.00060mol   0.00360mol
c=$\frac{0.00360mol}{0.0250L}$=0.144mol/L
則試樣X(jué)中c（Fe³⁺）=0.144mol/L×$\frac{100}{25}$=0.576mol/L，
故答案為：0.576mol/L；
（6）上述測(cè)定結(jié)果存在一定的誤差，為提高該滴定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度，可以重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)，數(shù)值取平均值，減少誤差，滴定溶液濃度越小，測(cè)定結(jié)果越準(zhǔn)確，
A．稀釋被測(cè)試樣，濃度減小，測(cè)定誤差會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；
B．減少被測(cè)試樣取量，和滴定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C．增加平行測(cè)定次數(shù)，減少測(cè)定帶來(lái)的誤差，可以提高準(zhǔn)確度，故C正確；
D．降低滴定劑濃度，反應(yīng)終點(diǎn)判斷更準(zhǔn)確．滴定結(jié)果的精密度高，故D正確；
故答案為：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成和成分探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析，化合物分離、離子檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)基本操作、滴定實(shí)驗(yàn)過(guò)程和計(jì)算分析等知識(shí)點(diǎn)，注意題干信息的應(yīng)用，題目難度中等．