Question

绿矾（FeSO₄·7H₂O）外观为半透明蓝绿色单斜结晶或颗粒，无气味。受热能分解，且在空气中易被氧化。

I．医学上绿矾可用于补血剂甘氨酸亚铁[(NH₂CH₂COO)2Fe]颗粒的制备，有关物质性质如下：

甘氨酸（NH2CH2COOH）	柠檬酸	甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物	易溶于水和乙醇，有强酸性和还原性	易溶于水，难溶于乙醇

（1）向绿矾溶液中，缓慢加入NH₄HCO₃溶液，边加边搅拌，反应结束后生成沉淀FeCO₃。该反应的离子方程式为_______。

（2）制备(NH₂CH₂COO)₂Fe：往FeCO₃中加入甘氨酸（NH₂CH₂COOH）的水溶液，滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。

①加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO₃溶解，另一个作用是__。

②洗涤操作，选用的最佳洗涤试剂是_______（填序号）。

A．热水          B．乙醇          C．柠檬酸

II．绿矾晶体受热分解的反应为2FeSO₄·7H₂OFe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O，实验室用图I所示装置验证其分解产物。请回答下列问题：

   

（1）加热前通入氮气的目的是_______。

（2）实验中观察到装置B现象为_______。

（3）C装置和D装置能否调换_______（填“能”或“否”）。

（4）样品完全分解后，残留物全部为红棕色固体，检验装置A中的残留物含有Fe₂O₃的方法是_______。

（5）该装置有个明显缺陷是_______。

III．测定绿矾样品中铁元素的含量。

称取m g绿矾样品于锥形瓶中溶解后加稀H₂SO₄酸化，用 c mol·L⁻¹ KMnO₄ 溶液滴定至终点。耗KMnO₄溶液体积如图II所示，（滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe²⁺＋MnO₄⁻＋8H⁺=5Fe³⁺＋Mn²⁺＋4H₂O），该晶体中铁元素的质量分数为_______（用含m、c的式子表示）。

Answer

Fe2++2HCO3−=FeCO3↓+CO2↑+ H2O 防止二价铁被氧化 B 将装置内空气排尽（或隔绝空气或防止Fe2+被氧化） 白色粉末变蓝 否 取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1~2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3 没有尾气处理装置

【解析】

Ⅰ(1)FeCl2溶液中，加入NH4HCO3，可以认为Fe2＋结合HCO3－电离出来的CO32－，H＋与HCO3－结合生成CO2和水；

(2)柠檬酸除了酸性还有还原性，可以起到防氧化的作用；

(3)产物易溶于水，难溶于乙醇，洗涤时，为了防止溶解损失，应该用乙醇洗涤；

Ⅱ绿矾分解，其产物中有SO2、SO3和水，

用无水硫酸铜验证水，用BaCl2溶液验证SO3，品红溶液验证SO2。

Ⅰ(1) FeCl2溶液中，加入NH4HCO3，可以认为Fe2＋结合HCO3－电离出来的CO32－，H＋与HCO3－结合生成CO2和水，离子方程式为Fe2++2HCO3−=FeCO3↓+CO2↑+ H2O；

(2)根据表中信息，柠檬酸除了酸性还有还原性，可以起到防氧化的作用，因此另一个作用是防止二价铁被氧化；

(3)甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，为了防止溶解损失，可以用乙醇洗涤，答案选B；

II(1)加热前通氮气，排除装置中的空气，防止样品，加热是被氧化；

(2)产物中有水，无水硫酸铜，遇到水蒸气，变蓝色；

(3)SO3会溶于水，生成H2SO4，如果C、D装置调换位置，SO3会溶于品红溶液，不能进入C中，被检验到；

(4)检验Fe2O3，可以检验Fe3＋，用KSCN溶液，方法为取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1~2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3；

(5)品红溶液只能用于检验SO2，不能吸收SO2，SO2为有毒气体，需要进行尾气出来，该装置的缺陷是没有气体处理装置；

III根据化学方程式，可知关系式5Fe2+～MnO4−,消耗KMnO4溶液的体积为10.80mL-0.80mL=10.00mL，则n(KMnO4)=10.00mL×10-3×cmol·L－1=0.01cmol；n(Fe2＋)=5n(KMnO4)=0.01cmol×5=0.05cmol；则铁元素的质量为0.05cmol×56g·mol－1=2.8cg，则晶体中铁元素的质量分数为。