Question

FeSO₄·7H₂O广泛用于医药和工业领域。
（1）下面是以工业废铁屑为原料生产FeSO₄·7H₂O的流程图。

请填写下列空白。
①加适量碳酸钠溶液的目的是______________，反应I需要加热数分钟，其原因是___________。
②判断反应Ⅱ完成的现象是__________。反应Ⅱ需要100mL1mol／L的稀硫酸，用98．3％，ρ＝1．84g／cm³的浓硫酸配制。所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及____________.
③测定FeSO₄·7H₂O产品中Fe^2＋含量的方法是用KMnO₄溶液滴定法（5Fe^2＋＋＋8H^＋＝5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O），步骤为：
Ⅰ．称取2．8500g FeSO₄·7H₂O产品，配制成250mL溶液；
Ⅱ．量取25．00mL待测溶液于锥形瓶中；
Ⅲ．用硫酸酸化的0．01000moL／L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20．00mL。

某同学设计如图所示的滴定方式中，最合理的是____________（夹持部分略去）（填字母序号）；判断此滴定实验达到终点的方法是____________；计算上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为________（用小数表示，保留三位小数）；若用上述方法测定的样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有_____________；______________。
（2）已知FeSO₄·7H₂O晶体在加热条件下发生如下反应：2FeSO₄·7H₂OFe₂O₃＋SO₂↑＋SO₃↑＋14H₂O↑。利用下图装置可检验该反应的气体产物。

请填写下列空白。
①仪器的连接顺序为a接________、__________接_________、________接__________、__________接_____________。
②装置C中的X为______________；该装置中冷水的作用是_________________。

Answer 1

（15分）（1）①除油污（1分） 升温促进水解，溶液碱性增强，去油污能力增强（1分）
②固体不再溶解，固体表面不再有气泡产生（1分）
100ml容量瓶（2分）（只答容量瓶1分）
③b（1分） 滴加最后一滴KMnO₄溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色（1分）
0.975（2分） 样品中存在少量的杂质（1分） 样品部分被氧化（1分）
（2）①f、g、d、e、h、i、b（或g、f、d、e、h、i、b）（2分）
②BaCl₂（1分）  SO₃与H₂O的反应是放热反应，降低温度有利于SO₃被水吸收（1分）

试题分析：（1）①由于工业废铁屑中含有酯类油污，所以必须除去酯类油污。碳酸钠溶液显碱性，可以溶解酯类油污达到去除的目的。由于升高温度促进水解，溶液碱性增强，去油污能力增强，所以反应I需要加热数分钟。
②反应Ⅱ是铁与稀硫酸的反应，生成物是硫酸亚铁和氢气，所以判断反应Ⅱ完成的现象是固体不再溶解，固体表面不再有气泡产生。配制一定物质的量浓度溶液时，所用的仪器除了有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管以外，还必须有100ml容量瓶。
③酸性高锰酸钾溶液应该放在酸式滴定管中，a中酸性高锰酸钾溶液放在碱式滴定管中，因此a不正确，b正确；硫酸亚铁溶液显酸性，应该放在酸式滴定管中，选项c不正确，答案选b。由于酸性高锰酸钾溶液显红色，所以该实验不需要指示剂。因此判断此滴定实验达到终点的方法是滴加最后一滴KMnO₄溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色。根据方程式可知
5FeSO₄·7H₂O～KMnO₄
5mol          1mol
n   0.01000moL／L×0.0200L
解得n＝0.0010mol
所以上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为＝0.975。
由于硫酸亚铁极易被氧化，所以若用上述方法测定的样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数偏低，因此可能的原因是样品部分被氧化或样品中存在少量的杂质。
（2）①检验水蒸气一般用无水硫酸铜，检验SO₂一般用品红溶液。由于SO₂的熔沸点较低，因此SO₃气体易被水吸收生成硫酸，可以通过检验硫酸来检验SO₃。又因为通过溶液时必然带出水蒸气，所以首先检验水蒸气，其次检验SO₃，最后检验SO₂，且还要有尾气吸收装置，因此正确的顺序是a、f、g、d、e、h、i、b（或a、g、f、d、e、h、i、b）。
②检验硫酸的试剂可以是氯化钡溶液。又因为SO₃与H₂O的反应是放热反应，所以装置中冷水的作用是降低温度，便于SO₃被水吸收。