Question

氧化铁是重要的工艺颜料，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：

（1）①加碳酸钠溶液并小火加热的操作目的是           ；

②操作Ⅰ的名称是           ，操作Ⅱ的名称是           ；

（2）①流程所发生的反应为FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+（NH₄）2SO₄+CO₂↑+H₂O过程中，加入稍过量的NH₄HCO₃溶液后，且要控制溶液的为6.8～7.2之间．加入稍过量的目的是           ，溶液的pH不能过低的原因是              

②检验滤液B中含有NH₄⁺的方法是           ．

（3）有些同学认为KMnO₄溶液滴定能进行铁元素含量的测定．

a、称取2.85g绿矾（FeSO₄•7H₂O）产品，配成250mL溶液；

b、量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；

c、用硫酸化的0.0100mol/L KMnO₄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用KMnO₄标准溶液滴定时应选用          滴定管（填“酸式”或“碱式”）．

③计算上述样品中FeSO₄•7H₂O的质量分数为          ．

Answer

（1）①去除油污；②过滤；洗涤；

（2）①使溶液中亚铁离子完全转化为FeCO3沉淀；碳酸氢铵能与酸反应，碳酸亚铁沉淀减少；

②取少许B溶液于试管中，加入足量浓氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明滤液B中含有铵根离子；

（3）①5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；②酸式；③97.54%．

【解析】碳酸钠溶液显碱性，可以除去铁屑表面的油污，用稀硫酸溶解铁，再通过过滤分离得到滤液A，滤液A中加入碳酸氢铵，将溶液中亚铁离子转化为FeCO3沉淀，再通过过滤分离滤液B与FeCO3，滤液B中含有硫酸铵，FeCO3表面附着杂质，在干燥前应先洗涤除去杂质，在空气中煅烧分解，且+2价铁在空气中加热易被氧化为+3价，最终得到Fe2O3，

（1）①碳酸钠溶液显碱性，促进酯的水解，可以除去铁屑表面的油污，

②操作I分离互不相溶的固体与液体，采取过滤；碳酸亚铁表面附着杂质，沉淀干燥前应先洗涤除去杂质，

（2）①加入少过量的碳酸氢铵，使溶液中亚铁离子完全转化为FeCO3沉淀；pH过低，碳酸氢铵能与酸反应，碳酸亚铁沉淀减少，②检验铵根离子的实验方法为：取少许B溶液于试管中，加入足量浓氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明滤液B中含有铵根离子，

（3）①高锰酸根具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，酸性条件下，高锰酸根将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为锰离子，同时有水生成，反应离子方程式为：5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，②高锰酸钾溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，且为硫酸酸化，应盛放在酸式滴定管中，故答案为：酸式；③25mL样品溶液消耗高锰酸钾的物质的量为0.02L×0.0100mol/L=2×10﹣4mol，可知250mL溶液可以消耗高锰酸钾的物质的量为2×10﹣4mol×=2×10﹣3mol，由5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，可知250mL溶液中亚铁离子离子的物质的量为2×10﹣3mol×5=0.01mol，由Fe元素守恒可得FeSO4•7H2O的物质的量为0.01mol，

故FeSO4•7H2O的质量分数为：×100%=97.54%，故答案为：97.54%．