Question

实验室模拟用工业废弃固体（含有Cu₂S、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等）制取粗铜、绿矾（FeSO₄?7H₂O）和明矾[Kal（SO₄）₂?12H₂O]的操作流程如下：

（1）试剂x是______（写化学式）．
（2）配平下列方程式：
______MnO₄^-+______SO₂+______H₂O=Mn²⁺______SO₄^2-______H⁺
（3）为了分析产品（绿矾）中铁元素的含量，某同学称取20.0g样品配成100mL溶液，移取25.00mL用1.000×10^-1mol?L^-1KMnO₄标准溶液进行滴定（MnO₄^-被还原为Mn²⁺）．
请回答下列问题：
①滴定时，KmnO₄标准溶液应盛放在______（填仪器名称）中．
②若达到滴定终点消耗KmnO₄标准溶液体积为25.00mL，则该产品中铁元素的质量分数为______．

Answer 1

解：（1）加入KOH后，溶液B含有KAlO₂，而最后产物为明矾，所以X为H₂SO₄（或KHSO₄），故答案为：H₂SO₄（或KHSO₄）；
（2）Mn元素的化合价由+7价降低到+2价，降低5价；S元素的化合价由+4价升高到+6价，升高了2价，最小公倍数为10，然后用观察法配平其它系数，
故答案为：2；5；2；2；5；4；
（3）①高锰酸钾具有强氧化性，能氧化橡胶管，只能盛放在酸式滴定管中．故答案为：酸式滴定管；
②根据电子守恒可知：KMnO₄→5Fe²⁺，20.0g样品中含铁：0.025L×0.1mol/L×5×4×56g/mol=2.8g，则该产品中铁元素的质量分数为=14%，故答案为：14%．
分析：（1）根据产物与反应物的特点进行分析；
（2）根据化合价升降法即可配平化学方程式；
（3）氧化还原反应的计算原则是电子得失总数相等，得出KMnO₄与Fe²⁺的对应关系，由KMnO₄求出Fe²⁺的量，因为样品配成了100mL溶液，滴定时取用了25.00mL，所以乘以4．
点评：本题考查了流程图分析、离子方程式的配平、滴定及化学计算，题目难度中等．