Question

Ⅰ：硫酸亚铁晶体(FeSO₄·7H₂O)在医药上作补血剂。为测定补血剂中铁元素的含量，某化学兴趣小组设计了两套实验方案：

方案一　滴定法　用酸性KMnO₄溶液滴定测定铁元素的含量。

反应原理：5Fe^2＋＋MnO＋8H^＋===5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O

（1）实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250 mL，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)。

（2）某同学设计的下列滴定方式中，最合理的是___________(夹持部分略去)(填字母序号)。

方案二　重量法　操作流程如下：

（3）若省略步骤②，则加入过量X溶液后会产生白色沉淀，请写出该沉淀在空气中变质的方程式：______________________________________________。

（4）步骤④中一系列操作依次是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。

II：六水合硫酸亚铁铵[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]为浅绿色晶体，易溶于水，不溶于酒精，在水中的溶解度比FeSO₄或(NH₄)₂SO₄都要小。实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：

图1图2

步骤1：铁屑的处理。将废铁屑放入热的碳酸钠溶液中浸泡几分钟后，用图1所示的倾析方法分离出固体并洗涤、干燥。

步骤2：FeSO₄溶液的制备。向锥形瓶中加入30mL的3 mol·L^－1H₂SO₄溶液，再加入过量的铁屑，加热至充分反应为止。趁热过滤(如图2所示)，收集滤液和洗涤液。

步骤3：六水合硫酸亚铁铵的制备。向所得FeSO₄溶液中加入饱和(NH₄)₂SO₄溶液，所得溶液经过一系列操作、洗涤后得到六水合硫酸亚铁铵晶体。

请回答下列问题：

（1）趁热过滤的目的和理由是________________________________________________。

（2） ①步骤3中的一系列操作包括：_________________________________。

②洗涤硫酸亚铁铵晶体最好用什么试剂：_________________________________。

Answer

Ⅰ：（1） 250mL容量瓶

（2） B

（3） 4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3

II：（1）过滤掉混合物中的铁屑，减少溶质硫酸亚铁铵的损失。

（2）蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 乙醇

【解析】

试题分析：Ⅰ、（1）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、玻棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶，即还缺少250mL容量瓶；

（2）酸性溶液或强氧化性溶液应用酸式滴定管，即应该用酸式滴定管盛放酸性高锰酸钾溶液，答案选B；

（3）由流程图可知，该实验原理为：将药品中的Fe2+形成溶液，将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量；其中氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3；

II、（1）溶液趁热过滤是为了防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失，即趁热过滤的目的和理由是过滤掉混合物中的铁屑，减少溶质硫酸亚铁铵的损失。

（2）加入（NH4）2SO4固体后，溶液表面出现晶膜时，停止加热，采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，因此从溶液中获得晶体的操作即①步骤3中的一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；

（3）由于硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇，所以可以用乙醇洗去晶体表面的水。

【考点定位】本题主要是考查了实验步骤的分析判断，物质制备的实验设计方法，性质验证，晶体析出方法的应用等

【名师点晴】明确实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力。设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，哪种方法更简便。基本思路：。

基本步骤：（1）认真审题，明确实验目的，找出实验原理。（2）根据实验原理选择仪器和药品，并设计出合理的实验装置和操作步骤。（3）准确地记录实验过程中的实验现象和数据，并运用分析、计算、图表、推理等方法处理有关实验现象和数据，得出正确的结论