Question

6．綠礬（FeSO₄•7H₂O）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分．下面是以市售鐵屑（含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法：

查詢(xún)資料，得25℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如表：

	飽和H2S溶液	SnS沉淀完全	FeS開(kāi)始沉淀	FeS沉淀完全
pH值	3.9	1.6	3.0	5.5

（1）操作II中，先通入硫化氫至飽和，目的是除去溶液中的Sn²⁺離子；后加入硫酸酸化至pH=2的作用是防止Fe²⁺離子生成沉淀．
（2）操作IV得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌，其目的是：
①除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)；②降低洗滌過(guò)程中FeSO₄•7H₂O的損耗．
（3）工業(yè)上常用氧化還原滴定法測(cè)定綠礬產(chǎn)品中Fe²⁺含量，測(cè)定步驟如下：
a．稱(chēng)取2.850g綠礬產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol•L^-1KMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL．
①已知酸性KMnO₄被FeSO₄還原時(shí)生成Mn²⁺．寫(xiě)出該測(cè)定過(guò)程的離子反應(yīng)方程式：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
②滴定時(shí)盛放KMnO₄溶液的儀器為酸式滴定管（填儀器名稱(chēng)）．
③判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是滴加最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色．
④若實(shí)驗(yàn)操作無(wú)失誤，測(cè)得上述樣品中FeSO₄•7H₂O的含量仍偏低，則可能的原因是：部分Fe²⁺被空氣中O₂氧化．

Answer 1

分析 鐵屑加入稀硫酸生成硫酸亞鐵、硫酸錫，過(guò)濾后得到濾液，將濾液加入稀硫酸酸化，并通入硫化氫，可生成SnS沉淀并防止亞鐵離子被氧化，過(guò)濾后得到濾液為硫酸亞鐵，經(jīng)蒸發(fā)濃硫酸、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾可得到FeSO₄•7H₂O，
（1）依據(jù)流程關(guān)系圖分析，通入硫化氫制飽和，硫化氫是強(qiáng)還原劑，目的是沉淀錫離子，防止亞鐵離子被氧化；在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開(kāi)始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液PH=2為了除去雜質(zhì)離子Sn²⁺；
（2）操作IV得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌目的是洗去表面雜質(zhì)，溫度降低綠礬溶解度降低，減少綠礬晶體的損失；
（3）①高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性能氧化橡膠管，不能用簡(jiǎn)式滴定管；
②高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，所以滴定時(shí)盛放KMnO₄溶液要用酸式滴定管；
③利用高錳酸鉀溶液紫紅色指示反應(yīng)終點(diǎn)；
④由于亞鐵離子具有還原性，可被空氣中氧氣氧化．

解答 解：鐵屑加入稀硫酸生成硫酸亞鐵、硫酸錫，過(guò)濾后得到濾液，將濾液加入稀硫酸酸化，并通入硫化氫，可生成SnS沉淀并防止亞鐵離子被氧化，過(guò)濾后得到濾液為硫酸亞鐵，經(jīng)蒸發(fā)濃硫酸、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾可得到FeSO₄•7H₂O，
（1）通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強(qiáng)還原性，可以防止亞鐵離子被氧化，已知：在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開(kāi)始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，沉淀完全時(shí)的pH為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時(shí)，Sn²⁺完全沉淀，亞鐵離子不沉淀，
故答案為：除去溶液中的Sn²⁺離子；防止Fe²⁺離子生成沉淀；
（2）②冰水溫度低，物質(zhì)溶解度減小，可以洗去沉淀表面的雜質(zhì)離子，避免綠礬溶解帶來(lái)的損失，
故答案為：降低洗滌過(guò)程中FeSO₄•7H₂O的損耗；
（3）①酸性KMnO₄被FeSO₄還原時(shí)生成Mn²⁺，反應(yīng)的離子方程式為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
②高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，所以滴定時(shí)盛放KMnO₄溶液要用酸式滴定管，故答案為：酸式滴定管；
③滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，滴加最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：滴加最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色；
④由于亞鐵離子具有還原性，可被空氣中氧氣氧化，則消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量減少，可導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低，故答案為：部分Fe²⁺被空氣中O₂氧化．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鐵鹽亞鐵鹽的性質(zhì)應(yīng)用，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目著重于分離混合物的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)和分析判斷的考查，注意把握滴定實(shí)驗(yàn)的分析判斷，數(shù)據(jù)計(jì)算，誤差分析的方法，題目難度中等．