Question

4．硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O）在医药上作补血剂．为测定补血剂中铁元素的含量，某化学兴趣小组设计了两套实验方案：
方案一　滴定法　用酸性KMnO₄溶液滴定测定铁元素的含量．
反应原理：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
（1）实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需250mL容量瓶（填仪器名称）．
（2）某同学设计的下列滴定方式中，最合理的是B（夹持部分略去）（填字母序号）．

方案二　重量法　操作流程如下：

（3）若省略步骤②，则加入过量X溶液后会产生白色沉淀，请写出该沉淀在空气中变质的方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（4）步骤④中一系列操作依次是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量．
II：六水合硫酸亚铁铵[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]为浅绿色晶体，易溶于水，不溶于酒精，在水中的溶解度比FeSO₄或（NH₄）₂SO₄都要小．实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：

图1
步骤1：铁屑的处理．将废铁屑放入热的碳酸钠溶液中浸泡几分钟后，用图1所示的倾析方法分离出固体并洗涤、干燥．
步骤2：FeSO₄溶液的制备．向锥形 瓶中加入30mL的3 mol•L^-1H₂SO₄溶液，再加入过量的铁屑，加热至充分反应为止．趁热过滤（如图2所示），收集滤液和洗涤液．

图2
步骤3：六水合硫酸亚铁铵的制备．向所得FeSO₄溶液中加入饱和（NH₄）₂SO₄溶液，所得溶液经过一系列操作、洗涤后得到六水合硫酸亚铁铵晶体．
请回答下列问题：
（1）趁热过滤的目的和理由是过滤掉混合物中的铁屑，减少溶质硫酸亚铁铵的损失．
（2）①步骤3中的一系列操作包括蒸发浓缩，冷却结晶、过滤．
②洗涤硫酸亚铁铵晶 体最好用什么试剂：乙醇．

Answer 1

分析 （1）精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器有天平、药匙、玻棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶；
（2）酸性溶液或强氧化性溶液应用酸式滴定管；
（3）若省略步骤②，则加入过量X溶液后会产生白色沉淀为氢氧化亚铁，空气中氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁；
（4）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量；
Ⅱ．（1）趁热过滤的目的和理由减少硫酸亚铁损失，过滤掉不溶性杂质；
（2）①向所得FeSO₄溶液中加入饱和（NH₄）₂SO₄溶液，所得溶液经过一系列操作蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤后得到六水合硫酸亚铁铵晶体；
②六水合硫酸亚铁铵[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]为浅绿色晶体，易溶于水，不溶于酒精．

解答 解：（1）精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器有天平、药匙、玻棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶；
故答案为：250mL容量瓶；
（2）酸性溶液或强氧化性溶液应用酸式滴定管，故答案为：B；
（3）若省略步骤②，则加入过量X溶液后会产生白色沉淀为氢氧化亚铁，空气中氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
故答案为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（4）步骤④中一系列操作依次是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，
故答案为：过滤；洗涤；灼烧；冷却；
II：（1）趁热过滤的目的和理由是过滤掉混合物中的铁屑，减少溶质硫酸亚铁铵的损失，
故答案为：过滤掉混合物中的铁屑，减少溶质硫酸亚铁铵的损失；
（2）①向所得FeSO₄溶液中加入饱和（NH₄）₂SO₄溶液，所得溶液经过一系列操作蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤后得到六水合硫酸亚铁铵晶体，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；
②硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇，可以用乙醇洗去晶体表面的水，
故答案为：乙醇．

点评 本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、物质分离提纯、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．