Question

9．硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O）在医药上作补血剂．某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量．实验步骤如下：

请回答下列问题：
（1）证明步骤①滤液中含有Fe²⁺的方法是先滴加KSCN溶液，再滴加，该过程的现象为：溶液开始不变色，后变为血红色．
（2）步骤②加入过量H₂O₂的目的是将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺．
（3）步骤③中反应的离子方程式Fe³⁺+3NH₃•H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（4）步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、洗涤、干燥、灼烧、称量．
（5）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量0.07ag．
（6）该小组有些同学认为将KMnO₄溶液滴入滤液也能进行铁元素含量的测定．
（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
②上述实验中的KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是B．
A．稀硝酸   B．稀硫酸   C．稀盐酸   D．浓硝酸
③恰好反应完时的溶液颜色为紫色．
（7）正常人每天应补充14mg左右的铁，如果全部通过服用含FeSO₄•7H₂O的片剂来补充铁，则正常人每天服用69.5mgFeSO₄•7H₂O的片剂．

Answer 1

分析 由流程图可知，该实验原理为：将药品中的Fe²⁺形成溶液，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，使Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量．
（1）Fe³⁺遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe³⁺存在，可以加入氧化剂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺．检验Fe²⁺可以先滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水或双氧水，溶液变为血红色，说明含有Fe²⁺；
（2）由流程图可知，该实验原理为：将药品中的Fe²⁺形成溶液，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，使Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量．步骤②加入过量H₂O₂的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
（3）步骤③是将Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，试剂X可以是氢氧化钠或氨水等；
（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；
（5）根据氧化铁的质量计算铁元素的质量．注意ag氧化铁含有的铁元素质量为10片含有的铁元素质量；
（6）①精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻棒、烧杯、胶头滴管，250mL容量瓶；
②KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸不能具有强氧化性氧化Fe²⁺，不能具有强还原性被高锰酸钾氧化，否则会影响高锰酸钾溶液的体积；
③高锰酸钾为紫色，当滴定到终点时，Fe²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高锰酸钾不反应，溶液的颜色为紫色；
（7）根据一定质量的化合物中组成元素的质量=化合物的质量×该元素的质量分数，由FeSO₄•7H₂O中铁元素的质量分数及14mg左右的铁计算FeSO₄•7H₂O的质量；

解答 解：由流程图可知，该实验原理为：将药品中的Fe²⁺形成溶液，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，使Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量．
（1）Fe³⁺遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe³⁺存在，可以加入氧化剂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺检验Fe²⁺，可以先滴加KSCN溶液，溶液不变色，加入氯水（或双氧水、稀硝酸），发生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，溶液变为血红色，发生Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，说明含有Fe²⁺，
故答案为：氯水（或双氧水、稀硝酸）；溶液开始不变色，后变为血红色；
（2）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺；
（3）步骤③是将Fe³⁺转化为氢氧化铁沉淀，加入氨水，反应离子方程式为Fe³⁺+3NH₃•H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Fe³⁺+3NH₃•H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（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、干燥得到氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，
故答案为：洗涤、干燥；
（5）ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量$\frac{ag×\frac{112}{160}}{10}$=0.07ag，故答案为：0.07a；
（6）①精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻棒、烧杯、胶头滴管，250mL容量瓶，故答案为：250mL容量瓶；
②稀硝酸、浓硝酸具有强氧化性，含有氧化Fe²⁺，高锰酸钾可以氧化HCl为氯气，故选硫酸酸化，故选B，
故答案为：B；
③高锰酸钾为紫色，当滴定到终点时，Fe²⁺被完全氧化，加入的最后一滴高锰酸钾不反应，溶液的颜色为紫色，
故答案为：紫；
（7）正常人每天应补充14mg左右的铁，则每天约需要服用含FeSO₄•7H₂O的质量=$\frac{14mg}{\frac{56}{278}×100%}$×100%=69.5mg，
故答案为：69.5mg；

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、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．