Question

绿矾(FeSO₄•7H₂O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分，下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法：

查询资料，得25℃时有关物质的数据如下表：

	饱和H2S溶液	SnS沉淀完全	FeS开始沉淀	FeS沉淀完全
pH值	3．9	1．6	3．0	5．5

（1）操作II中，先通入硫化氢至饱和的目的是___________，后加入硫酸酸化至pH=2的作用是___________。

（2）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：

①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；

②___________。

（3）工业上常用氧化还原滴定法测定绿矾产品中Fe²⁺含量，测定步骤如下：

a．称取2．850g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；

b．量取25．00mL待测溶液于锥形瓶中；

c．用硫酸酸化的0．01000mol•L^-1KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20．00mL．

①已知酸性KMnO₄被FeSO₄还原时生成Mn²⁺．写出该测定过程的离子反应方程式：___________；

②判断此滴定实验达到终点的方法是___________；

③ 若实验操作无失误，测得上述样品中FeSO₄•7H₂O的含量仍偏低，则可能的原因是___________；

④该绿矾产品中绿矾的质量分数为___________。

Answer

（1）使Fe3+还原成Fe2+，并使Sn2+离子完全沉淀；防止Fe2+离子生成沉淀；（2）降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗；（3）①MnO4﹣+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；②滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色；③部分Fe2+被空气中O2氧化；④97．5%；

【解析】

试题分析：铁屑加入稀硫酸生成硫酸亚铁、硫酸锡，过滤后得到滤液，将滤液加入稀硫酸酸化，并通入硫化氢，可生成SnS沉淀并防止亚铁离子被氧化，过滤后得到滤液为硫酸亚铁，经蒸发浓硫酸、冷却结晶、过滤可得到FeSO4•7H2O。

（1）通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化，已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2时，Sn2+完全沉淀，亚铁离子不沉淀，故答案为：除去溶液中的Sn2+离子；防止Fe2+离子生成沉淀；

（2）②冰水温度低，物质溶解度减小，可以洗去沉淀表面的杂质离子，避免绿矾溶解带来的损失，故答案为：降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗；

（3）①酸性KMnO4被FeSO4还原时生成Mn2+，反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，故答案为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；

②滴定实验达到终点时，滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色，故答案为：滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色；

③Fe2+具有还原性，易被空气中氧化而变质，常常导致测定结果偏低，故答案为：部分Fe2+被空气中O2氧化；

④25mL待测液消耗的高锰酸钾的物质的量为：0.01mol/L×0.020L=0.0002mol，

5.2g产品配成250mL溶液消耗高锰酸钾的物质的量为0.0002mol×=0.002mol，

根据反应：5Fe2++1MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O，硫酸亚铁的物质的量为：0.002mol×5=0.01mol，

所以样品中含有的FeSO4•7H2O的质量为：278g/mol×0.01mol=2.78g，

FeSO4•7H2O的质量分数为：×100%≈97.5%，故答案为：97.5%。

考点：考查了物质制备的工艺流程、铁及其化合物的性质的相关知识。