Question

某氯化亚铁和氯化铁的混合物．现要测定其中铁元素的质量分数，进行如下实验：
Ⅰ．甲同学根据如下流程进行实验，回答以下问题：

（1）操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有

 

、

 

（填仪器名称）．
（2）请写出加入溴水发生的离子反应方程式

 

．
（3）将沉淀物置于坩埚中加热至恒重后，冷却至室温，称量剩余固体和坩埚的质量，计算．
实验中加热至恒重的目的是

 

．
（4）若坩埚质量是W₁g，坩埚与加热后固体总质量是W₂g，则样品中铁元素的质量分数是

 

．
Ⅱ．乙同学提出，还可以采用以下方法来测定：

（1）溶解样品改用了硫酸，用离子方程式指明不再用盐酸原因是

 

；
（2）若要用实验证明操作Ⅱ所得滤液中不存在Fe³⁺，其最可靠的化学方法是

 

；
（3）若滴定用掉c mol/L KMn0₄溶液b mL，则样品中铁元素的质量分数是

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：Ⅰ、（1）根据配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶；
（2）根据Br₂具有氧化性，能氧化Fe²⁺；为了使Fe³⁺充分沉淀，氨水要过量； 
（3）为了减少误差，需再次加热冷却并称量，直至两次质量差小于0.1g，使氢氧化铁全部分解；
（4）根据铁元素质量守恒，即红棕色固体（ Fe₂O₃）中的铁就是样品中铁，根据质量分数的公式求出铁元素的质量分数；
Ⅱ、（1）溶解样品若用盐酸，用高锰酸钾若用滴定时会氧化氯离子，影响实验测定结果；
（2）检验是否存在亚铁离子不存在铁离子，依据铁离子的检验方法，遇到硫氰酸钾溶液是否变红色设计验证；
（3）依据高锰酸钾和亚铁离子的氧化还原反应定量关系计算．

解答： 解：Ⅰ、（1）因配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶，该实验需要250mL容量瓶，
故答案为：250mL容量瓶；胶头滴管；
（2）因Br₂具有氧化性，能氧化Fe²⁺：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；为了使Fe³⁺充分沉淀，氨水要过量，故答案为：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；
（3）为了减少误差，需再次加热冷却并称量，直至两次质量差小于0.1g，实验中加热至恒重的目的是使Fe（OH）₃分解完全，故答案为：使Fe（OH）₃分解完全；
（4）因铁元素质量守恒，即红棕色固体中的铁就是样品中铁，Fe₂O₃中铁元素的质量为（W₂-W₁）g×

112

160

；样品中铁元素的质量分数是

112 160 (W2-W1)

a

×100%=

7(W2-W1)

a

×100%，
故答案为：

7(W2-W1)

a

×100%；
Ⅱ．（1）高锰酸钾具有强氧化性，加入盐酸，溶液中的氯离子会被氧化，多消耗高锰酸钾，产生实验测定误差，2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂+8H₂O；
故答案为：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂+8H₂O；
（2）若要用实验证明操作Ⅱ所得滤液中不存在Fe³⁺，其最可靠的化学方法是取少量滤液于试管中，滴加1～2滴KSCN溶液，溶液不变红；
故答案为：取少量滤液于试管中，滴加1～2滴KSCN溶液，溶液不变红；
（3）设铁元素质量分数为X%，
5Fe²⁺～5Fe³⁺～KMnO₄
5×56            1
a×X%×

25.00

250.0

   c×b×10^-3  
铁元素的质量分数是X%=

2.8bc

a

，
故答案为：

2.8bc

a

．

点评：本题主要考查了铁元素的质量分数的测定，实验分析，实验数据的计算应用，同时考查了实验知识的分析判断，难度不大．