题目

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Fe^2＋氧化成Fe^3＋（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Fe^2＋氧化成Fe^3＋。
（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。