Question

【题目】硫酸亚铁是一种重要的化工产品，在工业上有重要的用途。学生探究烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备绿矾(FeSO4·7H2O式量为278)，并进一步计算产品的纯度。
工艺流程如下所示：

（1）烧渣在进行酸溶时用到的酸为。
（2）过程中灼烧时产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是
A.品红溶液
B.紫色石蕊溶液
C.酸性KMnO4溶液
D.红色的酚酞试液
（3）X是 ， 此时滤液N中发生反应的离子方程式为。检验溶液Q中含有的金属阳离子的实验方法是。
（4）操作III的操作步骤为蒸发浓缩、、过滤(填操作名称)、、干燥。
（5）测定绿矾产品中Fe2+含量的实验步骤：
a．称取6.0g产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积为40.00mL。(滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O)。
①标准液应盛装在滴定管中(填“酸式”或“碱式”)，计算上述产品中FeSO4·7H2O的质量分数为；
②若在a步操作中，进行定容时仰视刻度线定容，则会使测得的产品中FeSO4·7H2O的质量分数。(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

Answer 1

【答案】
（1）硫酸
（2）B
（3）铁粉；Fe+2Fe3+=3 Fe2+ ；取待测液于试管中，滴入几滴KSCN，无明显现象，滴入双氧水或氯水，溶液变血红色，则说明
（4）冷却结晶；洗涤
（5）酸式滴定管；92.7%；偏小。
【解析】（1）本实验要制备绿矾，为了不引入新杂质，要用硫酸溶解；
（2）过程中灼烧时产生的气体为SO2 ， 具有还原性和漂白性及酸性氧化物的通性，能使品红褪色，能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应而使其褪色，能与碱反应使红色的酚酞试液褪色，不能使紫色石蕊溶液褪色，故选B；
（3）根据流程分析可知，溶液N中主要溶质为硫酸铁，要制得绿矾要加铁粉，反应的离子方程式为 Fe+2Fe3+=3 Fe2+ ， 检验亚铁离子的方法是取待测液于试管中，滴入几滴KSCN，无明显现象，滴入双氧水或氯水，溶液变血红色，则说明溶液中含有亚铁离子；
（4）从硫酸亚铁溶液中得到绿矾，要将硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（5）①高锰酸钾有强氧化性，应用酸式滴定管，高锰酸钾的物质的量为0.01molL-1×0.04L=0.0004mol，根据电子得失守恒有关系式KMnO4～5FeSO47H2O，则6.0g产品中含有FeSO47H2O的质量0.0004mol× ×5×278g/mol=5.56g，所以FeSO47H2O的质量分数为 ×100%=92.7%；
②若在a步操作中，进行定容时仰视刻度线定容，则所得样品溶液浓度偏小，消耗的高锰酸钾的体积也会偏小，根据①的计算可知测得的产品中FeSO47H2O的质量分数偏小；
故答案为：（1）硫酸；（2）B；（3）铁粉； Fe+2Fe3+=3 Fe2+；取待测液于试管中，滴入几滴KSCN，无明显现象，滴入双氧水或氯水，溶液变血红色，则说明溶液中含有亚铁离子；（4）冷却结晶、洗涤；（5）酸式；92.7%；偏小。
（1）由原料、产品确定加入的酸为硫酸；
（2）灼烧过程产生SO2，结合SO2的性质进行选项分析；
（3）滤液N中含有铁离子，可加入铁粉将其还原；结合亚铁离子的检验进行作答；
（4）从溶液中获得晶体，可用结晶法，后经过过滤、洗涤、干燥操作；
（5）标准液显酸性，应用酸式滴定管；
根据电子守恒确定关系式KMnO4～5FeSO47H2O，从而计算FeSO47H2O的物质的量，进而求出其质量分数；
定容时仰视刻度线，则待测液的浓度偏小，消耗标准液的量偏小。