Question

某氯化亚铁和氯化铁的混合物。现要测定其中铁元素的质量分数，按以下步骤进行实验：

Ⅰ．请根据上面流程，回答以下问题：

(1)操作I所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶外，还必须有         。(填仪器名称)

(2)溶解混合物时，加入盐酸的作用是                ；操作II中加入氯水的作用是                ；

(3)写出过量氨水参加反应的离子方程式                ；

(4)将沉淀物置于坩埚中灼烧至质量不再减少后冷却至室温，坩埚质量是b g，坩埚与加热后固体总质量是c g，则样品中铁元素的质量分数是                ；

Ⅱ．有同学提出，还可以采用以下方法来测定

(5)加过量还原剂可否用铁粉               ；

(6)若用酸性 KMnO₄溶液滴定含Fe²⁺的溶液，写出反应的离子方程式               ；

Answer

(1)胶头滴管(2)抑制Fe2+和Fe3+水解；将Fe2+氧化成Fe3+

(3)Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+(4)7(c-b)/a×100%

(5)否(6)5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

【解析】

试题分析：(1)因配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶，操作I所用到的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管、玻璃棒外，还必须有250mL容量瓶；

(2)因Fe2+、Fe3+均易水解，在溶解混合物时，可加入盐酸抑制Fe2+和Fe3+水解；操作II中加入氯水可将Fe2+氧化成Fe3+；

(3)向含有Fe3+的溶液中滴加过量氨水有红褐色沉淀生成，发生反应的离子方程式为Fe3+ + 3NH3·H2O = Fe(OH)3↓+ 3NH4+；

(4)将沉淀物置于坩埚中灼烧至质量不再减少后冷却至室温，残余固体为Fe2O3，质量为(c-b)g，物质的量为(c-b)g÷160g/mol=(c-b)/160mol，则样品中铁元素的质量分数是[(c-b)/160 mol × 2 × 56 g/mol × (250÷25)] ÷ ag × 100% = 7(c-b)/a ×100%。

(5)还原剂不能用铁，因为有铁粉会和过量硫酸反应生成硫酸亚铁，铁自身的氧化产物是Fe2+，再用高锰酸钾滴定，多消耗氧化剂产生误差，干扰原混合物的铁元素的测定；

(6)用酸性高锰酸钾溶液滴定Fe2+时发生的离子反应为5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。

【考点定位】考查铁元素的质量分数的测定，实验分析，实验数据的计算应用，。

【名师点晴】明确实验原理是解题关键，本题采取的方法是加入盐酸和水使样品溶解，在容量瓶中配制250ml溶液，量取25.00ml溶液，加入溴水将亚铁离子氧化成铁离子、加入氨水使铁离子沉淀，过滤将所得氢氧化铁灼烧最终生成氧化铁，然后通过氧化铁质量来求铁的质量分数，据此解题。