Question

铁是人体必需的微量元素之一，医学上常用硫酸亚铁糖衣片（主要成分为FeSO₄?7H₂O）给贫血病人补铁，为测定该糖衣片中铁元素的含量，某实验小组做了如下实验：
步骤一：取本品10片，称量，除去糖衣，研细，用新煮沸过的冷水溶解，过滤，将滤液配制成250mL溶液．
步骤二：取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，使用酸性KMnO₄，溶液滴定至终点．
步骤三：重复步骤一、步骤二．
三次滴定分别消耗0.0010mol/L KMnO₄溶液21.44mL、21.43mL、21.42mL．
请回答下列问题：
（1）配制样品溶液时把水煮沸的原因是______
（2）酸性KMnO₄溶液与Fe²⁺反应的离子方程式______
（3）上述实验中所用的KMO₄溶液要进行酸化，用于酸化的酸是______
A．稀硝酸 B．稀硫酸　　C．稀盐酸　　D．三种都可以
（4）滴定前，______（填仪器名称）应使用KMnO₄溶液润洗，滴定时如何判断已经达到终点？______
（5）由上述实验数据，计算每片硫酸亚铁糖衣片中含有铁元素为______mg．

Answer 1

解：（1）由于亚铁离子容易被氧气氧化，所以配制样品溶液时把水煮沸，除去溶解在水中的氧气，故答案为：除去溶解在水中的氧气；
（2）酸性高锰酸钾具有强氧化性，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，被还原为Mn²⁺，同时生成水，反应离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（3）由于利用高锰酸钾溶液进行滴定来测量亚铁离子的含量，加入的酸不能具有氧化性，所以不可以用硝酸；盐酸中的氯离子具有还原性，能够被高锰酸钾氧化，对测定结果产生影响，所以不可以用盐酸；故实验中所用的KMO₄溶液要进行酸化，用于酸化的酸是：B硫酸，
故选B；
（4）由于高锰酸钾溶液具有氧化性，不能使用碱式滴定管，所以量取高锰酸钾溶液使用的是酸式滴定管；反应结束前溶液是无色的，反应结束时再滴入高锰酸钾溶液，溶液由无色变为浅紫色，所以滴定终点现象是：滴入最后一滴高锰酸钾溶液后，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色，
故答案为：酸式滴定管；滴入最后一滴高锰酸钾溶液后，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色；
（5）三次滴定消耗的高锰酸钾溶液都是有效的，平均体积为：=21.43mL，消耗的高锰酸钾的物质的量是：0.02143L×0.0010mol/L=2.143×10^-5mol，
根据反应：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，可得关系式：5Fe²⁺～MnO₄^-，n（Fe²⁺）=5n（MnO₄^-）=5×2.143×10^-5mol，250mL溶液中含有的亚铁离子的物质的量是：5×2.143×10^-5mol×=5×2.143×10^-4mol，
10片硫酸亚铁糖衣片中亚铁离子的质量是：m（Fe²⁺）=56×5×2.143×10^-4g≈0.06g=60mg，每片每片硫酸亚铁糖衣片中含有铁元素的质量为：=6mg，
故答案为：6．
分析：（1）亚铁离子具有较强的还原性，容易被氧气氧化；
（2）酸性高锰酸钾具有强氧化性，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，被还原为Mn²⁺，同时生成水；
（3）用高锰酸钾溶液滴定，加入的酸不能具有氧化性，不能与高锰酸钾溶液反应；
（4）高锰酸钾溶液具有强氧化性，能够氧化碱式滴定管的橡胶管；根据反应的颜色变化判断滴定终点；
（5）根据反应方程式找出关系式，然后计算出三次滴定消耗的高锰酸钾溶液的平均体积，根据关系式计算出每片硫酸亚铁糖衣片中含有铁元素质量．
点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、元素化合物性质、氧化还原反应滴定、化学计算等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．