Question

FeSO₄.7H₂O俗称“绿矾”，是一种蓝绿色晶体。某课外活动小组同学在实验室发现一瓶绿矾已部分变质，拟用该试剂为原料，重新制取FeSO₄.7H₂O晶体，并测定其纯度。

【查阅资料】

①绿矾化学性质常不稳定，在潮湿空气中逐渐氧化变质，久置的绿矾溶液逐渐变为黄色，并出现棕黄色浑浊；

②硫酸亚铁的溶解度随温度升高而增大。

【制备晶体】

①取一定量已变质的“绿矾”于烧杯中，加适量水，搅拌，得到棕黄色悬浊液。

②加入一定量稀H₂SO₄和过量铁屑，在60℃左右水浴中加热，充分反应，待溶液完全变为浅绿色为止。

③趁热过滤，并用少量热水洗涤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶。

④待结晶完毕后，过滤出晶体，用少量冰水洗涤，再用滤纸吸干水分，最后放人广口瓶中密闭保存。

请回答下列问题：

（1）完成久置绿矾溶液在空气中变质反应的离子方程式：

（2）实验步骤②中加入稀硫酸的目的是_____________

（3）实验步骤③中趁热过滤目的是_____________

（4）实验中两次用到过滤操作，完成该操作的玻璃仪器有烧杯、          。

【测定纯度】

有同学认为，制备过程中可能有少量Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，导致产品不纯。他们设计了如下方案测定产品的纯度。

请回答下列问题：

限选试剂：NaOH溶液、KSCN溶液、H₂O₂溶液、苯酚稀溶液、K₃[Fe(CN)₆]溶液、BaCl₂溶液

（5）检验产品中是否含有Fe³⁺的无机试剂最好是：_____________。

（6）试剂X是：_____________。

（7）产品中FeSO₄.7H₂O(摩尔质量为278 g/mol)的含量为：_____________(用质量分数表示)。

Answer

（1）12；3；6；H2O；8；4；Fe(OH)3 ↓

（2）溶解Fe(OH)3沉淀，防止FeSO4水解（3）减少过滤时FeSO4损失

（4）玻璃棒、漏斗（5）KSCN溶液

（6）K3[ Fe(CN)6]溶液（7）×100%(3分)

【解析】

试题分析：（1）久置绿矾溶液在空气中被氧气氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为12Fe2++3O2+6H2O=8Fe3++4Fe(OH)3↓；（2）实验步骤②中加入稀硫酸的目的是溶解Fe(OH)3沉淀，同时防止FeSO4水解；（3）实验步骤③中趁热过滤目的是防止温度降低，FeSO4析出，可减少过滤时FeSO4损失。（4）过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；（5）因KSCN溶液遇含Fe3+的溶液显血红色，检验产品中是否含有Fe3+的无机试剂最好是KSCN溶液；（6）Fe2+遇铁氰化钾生成蓝色沉淀，故X为K3[ Fe(CN)6]溶液；（7）沉淀为m2g的Fe3[Fe(CN)6]2，其物质的量为m2/592mol，则Fe2+的物质的量为3m2/592mol，产品中FeSO4·7H2O(摩尔质量为278 g/mol)的含量为（3m2/592mol×278 g/mol）÷m1×100%=×100%。

考点：考查混合物的成分鉴定及纯度分析，涉及氧化还原反应及方程式计算。