为测定某补血剂样品〔主要成分是硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)〕中铁元素的含量,某化学兴趣小组设计了两套实验方案:方案一:用酸性KMnO4溶液滴定测定铁元素
题型:不详难度:来源:
为测定某补血剂样品〔主要成分是硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)〕中铁元素的含量,某化学兴趣小组设计了两套实验方案: 方案一:用酸性KMnO4溶液滴定测定铁元素的含量 ⑴写出滴定反应的离子方程式 。 (2)下列滴定方式中,最合理的是 (夹持仪器略去)(填字母序号〕
(3)实验前,首先要准确配制一定物质的量浓度的酸性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_ (填仪器名称)。 (4)若某同学取5片补血剂样品配成100 mL溶液,取20. 00 mL试样,用浓度为c1mol·L-1的KMnO4溶液滴定,耗去V1 mL,则每片补血剂含铁元素的质量_ g(用代数式表示)。 方案二:将FeSO4转化为Fe2O3,测定质量变化。操作流程如下:
(5)步骤②中用H2O2的目的是_ _。 (6)步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、_ 、冷却、称量。 (7)假设实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量为_ g(用含a的代数式表示)。 (8)若某同学设计以原电池的形式实现Fe2+至Fe3+的转化,正极通人O2,电解质溶液为稀硫酸,请写出正极的电极反应式 。 |
答案
(15分(1)5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O (2分) (2)B (1分) (3)50mL容量瓶(2分,不答规格得0分) (4)0.28c1v1(2分) (5)将Fe2+氧化成Fe3+(2分) (6)灼烧 (1分) (7)0.07a (2分) (8)O2+4e-+4H+=2H2O(2分) |
解析
试题分析:(1)酸性高锰酸钾具有强氧化性,将Fe2+氧化为Fe3+,MnO4-被还原为Mn2+,同时生成水,反应离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。 (2)酸性高锰酸钾具有强氧化性,可以腐蚀橡皮管,应盛放在酸式滴定管内,硫酸亚铁溶液呈酸性,应盛放在酸式滴定管内,装置A和C中均是碱式滴定管,所以B最合适。 (3)精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶,远程还缺少250mL容量瓶。 (4)消耗高锰酸钾得物质的量是0.001c1v1mol,根据方程式可知,亚铁离子的物质的量是0.005c1v1mol,则5片补血剂样品中亚铁离子的物质的量是0.005c1v1mol×=0.025c1v1mol,所以每片补血剂样品中亚铁离子的物质的量是0.005c1v1mol,因此每片补血剂含铁元素的质量是0.005c1v1mol×56g/mol=0.28c1v1g。 (5)要将亚铁离子氧化生成铁离子,则需要加入氧化剂。双氧水是常用的绿色氧化剂,因此双氧水的作用是将Fe2+氧化成Fe3+。 (6)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、洗涤氢氧化铁,然后灼烧生成的氧化铁,冷却后称量氧化铁的质量。 (7)根据铁原子守恒可知,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为=0.07ag; (8)原电池中正极得到电子,发生还原反应。氧气在正极通入,且溶液显酸性,所以正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。 |
举一反三
2013年2月,俄罗斯境内有大量陨石坠落,经过化学分析,陨石的游离态的铁含量约为10%左右,此外还有橄榄石(Fe2SiO4)、亚硫酸盐等化学成分,下列有关说法正确的是A.此陨石是一种纯度较高的硅酸盐矿石 | B.此陨石具有耐酸碱的特性 | C.陨石中含有游离态的铁是因为在外太空中铁的活性比地球上铁的活性低 | D.橄榄石中Fe为+2价 |
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铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:回答下列问题:
①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是____、____。 ②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式 ; ③煅烧如果不充分,产品中将有Fe2+存在,试设计实验检验产品中有无Fe2+。 (2)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。称取2.850g绿矾(FeSO4·7H2O)产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;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。 ①写出酸性KMnO4溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式 ②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 [已知M(FeSO4·7H2O)=278g/mol] ③滴定达到终点时锥形瓶中溶液颜色变化为 ④下列操作会导致样品中FeSO4·7H2O的质量分数的测定结果偏高的有_____________。 a.未干燥锥形瓶 b.盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗 c. 滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡 d.量取待测液,视线注视刻度时开始平视、结束俯视 |
铁及其化合物有重要用途,如聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂,而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的***菌消毒剂,某化学探究小组设计如下方案制备上述两种产品:
请回答下列问题: (1)检验固体铁的氧化物中铁的化合价,应使用的试剂是 (填标号)A.稀硫酸 | B.稀硝酸 | C.KSCN溶液 | D.酸性高锰酸钾溶液 | (2)在溶液Ⅰ中加入NaClO3,写出其氧化Fe2+的离子方程式: 。 (3)Fe2O3与KNO3和KOH的混合物加热共融可制得高铁酸鉀。完成并配平下列化学方程式: □Fe2O3+□KNO3+□KOH——□ +□KNO2+□ 。 (4)为测定溶液I中铁元素的总含量,实验操作:准确量取20.00mL溶液I于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<3,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用 0.1000mol·L—1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL。 已知:2Fe3++2I—=2Fe2++I2、I2+2S2O32—=2I—+S4O62—。 ①写出滴定选用的指示剂 ,滴定终点观察到的现象 。 ②溶液I中铁元素的总含量为 g·L—1。若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的铁元素的含量将会 (填“偏高”、“偏低”、“不变”)。 |
金属单质A与盐酸反应生成浅绿色溶液B,同时放出气体C。如果在B溶液中通入氯气,则B转变成棕黄色溶液D,将溶液D分为两份,一份加入几滴KSCN溶液,溶液变成血红色,另一份加入A,则棕黄色溶液D重新变成浅绿色溶液B。则: (1)各物质的化学式分别是:A________ ,B________ ,C________ ,D________; (2)有关反应的离子方程式有: ① B→D___________________________; ② D→B____________________________。 |
重晶石矿(主要成分为硫酸钡)因为含有Fe2O3、MnO及炭质等杂质而常呈深褐色。工业上将重晶石矿粉碎后与硫酸、铝粉在反应槽中混合加热(即“漂白”),再经水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料,广泛用作纸张、油漆等的填充剂。已知MnO是碱性氧化物,Al粉可以将深色的Fe3+转化为浅色的Fe2+。 重晶石填料的生产工艺流程为:
(1)在该流程中,为加快“漂白”速度,采取的措施有 、 。 (2)硫酸起到了“漂白”的作用。请写出硫酸直接起到该作用时的化学方程式: 、 。 (3)二次漂白水洗过滤后,检验滤渣不含Fe2+离子的方法是 、 。 (4)二次漂白前,煅烧的主要目的是 。将煅烧后的固体磨成细粉,使用的是加有刚玉球的振动磨。这说明刚玉具有很高的 。 (5)工业生产中为了充分利用资源,将滤液经过处理得到化工原料Fe2O3。操作过程是: ①滤液中通入过量Cl2,其目的是 。 ②再加入适量NaOH来调节溶液的pH ,其目的是 ,调节溶液的pH范围为 。 有关离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下:
离子
| 开始沉淀时的pH
| 完全沉淀时的pH
| Fe2+
| 7.6
| 9.7
| Fe3+
| 2.7
| 3.7
| Al3+
| 3.8
| 4.7
| Mn2+
| 8.3
| 9.8
| (6)最后通过 、 得到氧化铁。 |
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