Question

硫酸亚铁晶体在医药上作补血剂．某课外小组拟用KMnO₄溶液滴定的方法，测定该补血剂中铁元素的含量，进行了如下实验：
[查阅资料]
在酸性条件下，用KMnO₄标准溶液进行氧化还原滴定，可以测定Fe²⁺的含量．反应的离子方程式是：Fe²⁺+MnO₄^-+H⁺--Fe³⁺+Mn²⁺+H₂O（未配平）
[准备实验用品]
①仪器：a．电子天平，b．滴定管，c．100mL量筒，d．烧杯，e．漏斗，f．250mL容量瓶，g．锥形瓶，h．玻璃棒，i．药匙，j．烧瓶，k．铁架台（带滴定管夹），l．胶头滴管．
②试剂：a．硫酸亚铁补血剂药片，b．高锰酸钾晶体，c．酚酞溶液，d．KSCN溶液，e．稀硫酸，f．稀盐酸，g．蒸馏水．
[实验步骤]
①称取0.474g KMnO₄晶体，配成250.00mL水溶液；
②取5片除去糖衣（非还原糖）后的硫酸亚铁补血剂药片（1.500g），研细后加稀硫酸溶解，配成100.00mL水溶液．
③用酸式滴定管取待测“补血剂”溶液20.00mL于某容器中．
④盛装标准KMnO₄溶液，静置后，读取数据，记录为KMnO₄标准溶液体积的初读数．
⑤滴定，并记录KMnO₄标准溶液的终读数．再重复滴定2次．
[实验记录]

滴定次数 实验数据	1	2	3
V（样品）/mL	20.00	20.00	20.00
V（KMnO4）/mL（初读数）	0.00	0.20	0.00
V（KMnO4）/mL（终读数）	15.85	15.22	14.98

[交流与讨论]
（1）准备的实验用品中，不需要的仪器有（填序号）______；不需要的试剂有（填序号）______．
（2）本实验所用的KMnO₄标准溶液的物质的量浓度为______．
（3）课外小组里有位同学设计了下列四种滴定方式（夹持部分略去），引起了同学们的讨论，最后取得共识，认为最合理的是______（填字母序号）．

（4）判断滴定终点的依据是______．
（5）若在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，则所测得的补血剂中铁元素的含量会______（偏大、偏小、无影响）．
（6）根据实验数据，计算该补血剂中铁元素的含量______．

Answer 1

【答案】分析：（1）配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液，所用的仪器根据实验步骤来选择；在酸性条件下，用KMnO₄标准溶液进行氧化还原滴定，测定Fe²⁺的含量，实验时不能用盐酸酸化，因为盐酸与高锰酸钾发生氧化还原反应，应用硫酸酸化，高锰酸钾本身呈紫色，无需指示剂，不用酚酞和KSCN溶液；
（2）根据物质的量浓度的计算公式计算；
（3）高锰酸钾具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡皮管，应用酸式滴定管盛装，滴定时为便于观察颜色变化，滴定终点颜色由浅变深易于观察；
（4）滴定终点时，颜色变成紫红色，并且半分钟内不褪色；
（5）配平反应的离子方程式：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，滴定中由于第一组数据误差较大，应舍去，以此计算．
解答：解：（1）配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液，所用的仪器根据实验步骤来选择，①称量，用到电子天平、药匙，②溶解，用到烧杯、玻璃棒，③移液，用到玻璃棒、250ml容量瓶，④洗涤，⑤定容，用到胶头滴管等，所以不需要的仪器有c．100mL量筒，e．漏斗，g．锥形瓶；
在酸性条件下，用KMnO₄标准溶液进行氧化还原滴定，测定Fe²⁺的含量，实验时不能用盐酸酸化，因为盐酸与高锰酸钾发生氧化还原反应，应用硫酸酸化，高锰酸钾本身呈紫色，无需指示剂，不用酚酞和KSCN溶液，故答案为：c，e，j；c，d，f；
（2）KMnO₄标准溶液的物质的量浓度为=1.200×10^-2 mol?L^-1，故答案为：1.200×10^-2 mol?L^-1；
（3）高锰酸钾具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡皮管，应用酸式滴定管盛装，滴定时为便于观察颜色变化，滴定终点颜色由浅变深易于观察，应将高锰酸钾滴到待测液中，
故答案为：b；
（4）滴定终点时，颜色变成紫红色，并且半分钟内不褪色，否则不可以判断达到终点，故答案为：滴入最后一滴KMnO₄溶液恰好由黄绿色变浅紫红色，且半分钟内不褪色；
（5）加入水冲洗的目的是将锥形瓶壁上的残留待测液完全反应，避免产生误差，加入水无影响，本操作为正确操作，故答案为：无影响；
（6）配平反应的离子方程式：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，滴定中由于第一组数据误差较大，应舍去，
反应需要的高锰酸钾的物质的量为=18×10^-5mol
则：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
          5mol  1mol
          n     18×10^-5mol  
   n=18×10^-5mol×5=90×10^-5mol，
则1.500g硫酸亚铁补血剂药片含铁的质量为90×10^-5mol×5×56g/mol=0.252g，所以该补血剂中铁元素的含量为=16.8%，
故答案为：16.8%．
点评：本题综合考查铁的含量的测定，题目难度较大，做题时注意滴定数据，排除误差较大的一组．