Question

【题目】绿矾（FeSO47H2O）在医药和染料生产中有广泛应用。下面是以铁屑（含少量锡等杂质）生产绿矾的一种方法：

已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5。

（1）操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是__；通入硫化氢至饱和的目的是：①除去操作I所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子；②___。

（2）操作Ⅳ的顺序依次为：___、冷却结晶、___。

（3）操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②___。

（4）测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是：a．称取2.850g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0.0100molL-1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4，溶液体积的平均值为20.00mL。（滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O）则上述样品中FeSO47H2O的质量分数为___。

Answer 1

【答案】使Sn2+完全变成SnS沉淀，而Fe2+不沉淀 防止Fe2+的氧化 蒸发浓缩 过滤洗涤 降低洗涤过程中FeSO47H2O的损耗 97.54%

【解析】

根据流程图可知，铁屑加入稀硫酸溶解过滤得到不溶性杂质，滤液用硫酸酸化后调节pH为2，使锡离子完全沉淀，此时Fe2+不沉淀，通入H2S至饱和除去操作I中含有的Sn2+等杂质离子，H2S具有较强的还原性，能防止Fe2+被氧化，过滤可得滤渣Ⅱ为SnS，通过蒸发浓缩，洗涤得到结晶；

（1）根据已知条件可知，在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸调节pH为2是为了除去杂质Sn2+，通入H2S至饱和，H2S具有较强的还原性，能防止Fe2+被氧化；

（2）操作Ⅳ的目的是从滤液中析出绿矾，利用蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤过滤可得晶体；

（3）操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，可除去表面的杂质，温度降低，溶解度降低，可减少晶体的损失；

（4）根据滴定实验的反应终点发生的反应进行计算。

（1）已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，操作Ⅱ在溶液中通入硫化氢至饱和并用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2时使Sn2+完全沉淀，而亚铁离子不沉淀，通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化；

（2）溶液中得到晶体，需要对溶液进行加热蒸发浓缩，冷却结晶析出后过滤洗涤等，所以操作IV的顺序依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；

（3）冰水温度低，物质溶解度减小，可以洗去沉淀表面的杂质离子，避免绿矾溶解带来的损失；

（4）a．称取2.8500g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL；依据反应方程式进行计算：

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

5 1

n（Fe2+） 0.01000mol/L×0.0200L

计算得到；n（Fe2+）=0.001mol；则250mL溶液中含Fe2+=0.001mol×=0.01mol；FeSO47H2O物质的量为0.01mol，质量=0.01mol×278g/mol=2.78g；质量分数=×100%=97.54%。