Question

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                  。

Answer

（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。

考点：考查物质分离与提纯、元素化合物性质、氧化还原反应滴定、仪器选择、化学计算以及实验方案设计与评价等