Question

【题目】某化学兴趣小组测定某Fe2(SO4)3样品(只含少量FeCl2杂质)中铁元素的质量分数，按以下实验步骤进行操作：

①称取a g样品，置于烧杯中；

②加入50 mL 1.0 mol/L稀硫酸和一定量的蒸馏水，使样品溶解，然后准确配制成250.0 mL溶液；

③量取25.0 mL步骤②中配得的溶液，置于烧杯中，加入适量氯水，使反应完全；

④加入过量氨水，充分搅拌，使沉淀完全；

⑤过滤，洗涤沉淀；将沉淀转移到某容器内，加热、搅拌，直到固体由红褐色全部变为红棕色后，在干燥器中冷却至室温后，称量；

⑥……

请根据上面叙述，回答：

(1)上图所示仪器中，步骤①②③中必须用到的仪器有E和___________(填字母)。

(2)步骤②中：配制50 mL 1.0 mol/L稀H2SO4，需要用量筒量取98%(密度1.84 g/cm3)的浓H2SO4体积为________ mL。

(3)样品中的杂质Fe2＋有较强的还原性，完成并配平下列反应的离子方程式

____Fe2＋＋ ClO2＋ === Fe3＋＋ Cl－＋ H2O

从理论上分析，上述实验中若将氯水改为ClO2时，对实验结果的影响是__________(填“偏大”“偏小”或“不影响”)，等物质的量ClO2与Cl2的氧化效率之比为__________。

(4)若步骤⑤不在干燥器中冷却，则测定的铁元素的质量分数会________(填“偏大”“偏小”或“不影响”)。

Answer 1

【答案】CFG 2.7 5　1　4H＋===5　1　2　 不影响 5∶2 偏大

【解析】

根据氧化还原反应的本质和特征分析解答；根据一定物质的量浓度溶液的配制操作及注意事项分析解答；根据常用物质的制备分析解答。

(1)称量药品用天平，氯化铁和氯化亚铁的水溶液都呈酸性，所以准确量取25.00mL步骤②中配得的溶液用酸式滴定管，配制一定物质的量浓度的溶液用容量瓶，故答案为：CFG；

(2) 98%（密度1.84g/cm3）的浓H2SO4的物质的量浓度为：c(浓H2SO4)= 18.4mol/L，依据稀释前后溶液溶质物质的量不变，故配制50mL，1.0mol/L稀H2SO4需要98%（密度1.84g/cm3）的浓H2SO4体积为c(浓)×V(浓)=c(稀) ×V(稀)，带入计算得到：18.4mol/L× V(浓)=1.0mol/L×0.05L，即V(浓)=2.7mL，故答案为：2.7mL；

(3) 反应中，Fe2+转化为Fe3+，ClO2中氯元素化合价从+4价变化为-1价，变化5价，电子转移最小公倍数为5，依据电子守恒和原子守恒配平得到离子方程式为：5Fe2++ClO2+4 H+═5Fe3++Cl-+2H2O；从理论上分析，上述实验中若将氯水改为ClO2时对实验无影响，不同的是氧化剂不同，同量还原性物质被氧化需要失去电子相同；等物质的量的ClO2与Cl2的氧化效率之比为为转移电子数之比，ClO2～Cl-～5e-，Cl2～2Cl-～2e-，所以1molClO2与Cl2的氧化效率之比为5：2，故答案为：5Fe2++ClO2+4 H+═5Fe3++Cl-+2H2O ， 不影响 ，. 5∶2 ；

(4) 若步骤⑤不在干燥器中冷却，会吸收空气中的水蒸气，称量的质量增大，则测定的铁元素的质量分数偏大，故答案为：偏大。