Question

綠礬（FeSO₄?7H₂O）是治療缺鐵性盆血藥品的重要成分．實驗室利用硫酸廠燒渣（主要成分為Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂等）制備綠礬的過程如下：

（1）固體W焙燒時產(chǎn)生某有毒氣體，需以堿液吸收處理之，下列裝置A～D中可選用______（填字母）；若選用E裝置，則燒杯中的下層液體可以是______（填名稱）．

（2）實驗過程中多次使用過濾操作．過濾操作中用到的玻璃儀器有______．
（3）寫出溶液X中加鐵屑發(fā)生反應的離子方程式______．
（4）測定綠礬產(chǎn)品中Fe²⁺含量的實驗步驟：
a．稱取5.7g綠礬產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25mL待測溶液于錐形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01mol?L^-1KMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積為40mL（滴定時發(fā)生反應的離子方程式為：5Fe²⁺+MnO+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）
①計算上述產(chǎn)品中FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量分數(shù)為______．
②若用上述方法測定的產(chǎn)品中FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量分數(shù)偏低（測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略），其可能原因有（只回答一條即可）______．

Answer 1

解：（1）固體W為S和SiO₂，燒時產(chǎn)生某有毒氣體二氧化硫，吸收裝置需要防止倒吸；
A、裝置可以吸收二氧化硫，防止倒吸，故A符合；
B、裝置不能吸收完全，不能放倒吸，故B不符合；
C、裝置直接插入水中會引起倒吸，故C不符合；
D、裝置用倒扣在水面上的漏斗放倒吸，故D符合；
若選用E裝置，則燒杯中的下層液體必須不能溶解二氧化硫氣體，可以是四氯化碳；
故答案為：AD；CCl₄；
（2）過濾裝置需要漏斗、玻璃棒、燒杯玻璃儀器，故答案為：漏斗、玻璃棒、燒杯；
（3）流程分析，加入過量鐵粉，鐵和過量的稀硫酸、硫酸鐵發(fā)生的反應，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（4））①a．稱取5.7g綠礬產(chǎn)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/L KMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為40.00mL；依據(jù)反應方程式進行計算：
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
5 1
n（Fe²⁺） 0.01000mol/L×0.0400L
計算得到；n（Fe²⁺）=0.002mol；
則250mL溶液中含F(xiàn)e²⁺=0.002mol×=0.02mol；
FeSO₄?7H₂O物質(zhì)的量為0.02mol，質(zhì)量=0.02mol×278g/mol=5.56g；
質(zhì)量分數(shù)=×100%=97.54%，故答案為：97.54%；
②用上述方法測定的樣品中FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量分數(shù)偏低（測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略），其可能原因是洗滌不徹底，亞鐵離子被空氣中的氧氣部分氧化，
故答案為：樣品中存在少量的雜質(zhì)（如H₂O、H₂SO₄等）；樣品部分被氧化．
分析：（1）固體W為S和SiO₂，燒時產(chǎn)生某有毒氣體二氧化硫，吸收裝置需要防止倒吸；
（2）依據(jù)過濾實驗基本操作和裝置分析回答；
（3）依據(jù)流程分析，加入過量鐵粉，鐵和過量的稀硫酸、硫酸鐵發(fā)生的反應；
（4）①依據(jù)滴定實驗的反應終點時發(fā)生的反應進行計算，依據(jù)鐵元素守恒，結合滴定過程的反應離子方程式計算得到；
②根據(jù)實驗過程中操作的誤差分析方法進行判斷，產(chǎn)品中存在少量的雜質(zhì)或產(chǎn)品部分被氧化．
點評：本題考查了物質(zhì)制備流程分析判斷，實驗基本操作的熟練掌握，滴定實驗的分析判斷，數(shù)據(jù)計算，誤差分析的方法，題目難度中等．