Question

某氧化鐵樣品中含有少量的FeSO₄雜質(zhì)。某同學(xué)要測定其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他設(shè)計(jì)了如下方案進(jìn)行測定，操作流程為：

請根據(jù)流程回答：

（1）操作I中配制溶液時(shí)，所用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管以外，還必須有          (填儀器名稱）。

（2）操作II中必須用到的儀器是         。

A．50mL量筒 B．100mL量筒

C．50mL酸式滴定管       D．50mL堿式滴定管

（3）反應(yīng)①中，加入足量H₂O₂溶液反應(yīng)的離子方程式                           。

（4）檢驗(yàn)沉淀中SO₄^2－是否冼滌干凈的操作                                           

                                                                                   。

（5）將沉淀物加熱，冷卻至室溫，用天平稱量坩堝與加熱后固體的總質(zhì)量為b_lg，再次加熱并冷卻至室溫稱量其質(zhì)量為b₂g，若b₁—b₂=0.3，還應(yīng)進(jìn)行的操作是                 

                                                               。

（6）若坩堝的質(zhì)量為42.6g，最終坩堝與加熱后同體的總質(zhì)量為44.8g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=         (保留一位小數(shù)）。

（7）另一同學(xué)認(rèn)為上述方案的實(shí)驗(yàn)步驟太繁瑣，他認(rèn)為，只要將樣品溶于水后充分?jǐn)嚢�，加熱蒸干灼燒稱量即可，請你評價(jià)他的這個(gè)方案是否可行？         。（填“可行”或“不可行”）

 

Answer 1

【答案】

（16分）（1）500mL容量瓶（2分）     （2）C（2分）　　

（3）2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O（3分）

（4）取少量最后一次洗滌液于試管中，加入Ba(NO₃)₂（或BaCl₂）溶液，若無白色沉淀，則沉淀洗凈（2分）

（5）繼續(xù)加熱，冷卻至室溫、稱量，直至兩次連續(xù)稱量質(zhì)量差不0.1g（2分）

（6）55.0%（3分）    （7）不可行（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的方法可知，配制500.00mL溶液先后需要燒杯、量筒、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管等儀器；（2）量筒的精確度一般為0.1mL，滴定管的精確度一般為0.01mL，F(xiàn)e₂O₃+3H₂SO₄(過量)=Fe₂(SO₄)₃+3H₂O，硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸的混合溶液顯酸性，量取50.00mL酸性溶液應(yīng)該選擇50mL酸式滴定管，故只有C正確；（3）雙氧水是常用綠色氧化劑，其目的是將硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)、電荷總數(shù)、原子個(gè)數(shù)守恒可知：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；（4）H⁺+NH₃•H₂O= H₂O +NH₄⁺、Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe(OH)₃↓+3NH₄⁺，F(xiàn)e(OH)₃沉淀表面吸附著可溶性的硫酸銨、氨水，由于SO₄^2―+Ba²⁺=BaSO₄↓，因此常用可溶性鋇鹽溶液檢驗(yàn)SO₄^2―是否洗滌干凈；（5）2Fe(OH)₃Fe₂O₃+3H₂O，若b₁、b₂幾乎相等，說明Fe(OH)₃沉淀幾乎完全分解為Fe₂O₃固體，若b₁—b₂=0.3，說明Fe(OH)₃沉淀沒有徹底分解，因此需要對盛有Fe(OH)₃沉淀的坩堝進(jìn)行多次加熱、在干燥器中冷卻、稱量并記錄質(zhì)量，直至稱量質(zhì)量幾乎相等；（6）先求氧化鐵的質(zhì)量，m(Fe₂O₃)=44.8g—42.6g=2.2g；再求鐵元素的質(zhì)量，F(xiàn)e₂O₃=2Fe+3O，則m(Fe)= m(Fe₂O₃)×112/160=（44.8g—42.6g）×112/160；根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒可知，50.00mL待測液中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160，則500.00mL待測液中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL；根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒可知，28.0g樣品中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL；最后求樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，w(Fe)= m(Fe)/ m(樣品)×100%=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL÷28.0g×100%=55.0%；（7）樣品中Fe₂O₃難溶于水，F(xiàn)eSO₄易溶于水，加熱能促進(jìn)FeSO₄水解生成Fe(OH)₂、H₂SO₄，F(xiàn)e(OH)₂易被氧化為Fe(OH)₃，H₂SO₄難揮發(fā)，F(xiàn)e(OH)₃與H₂SO₄易發(fā)生中和反應(yīng)生成Fe₂(SO₄)₃、H₂O，蒸干灼燒不能使Fe₂(SO₄)₃溶液分解為Fe₂O₃，故該方案不可行。

考點(diǎn)：考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)和工藝流程題，涉及溶液配置、儀器使用、除雜原理、沉淀洗滌、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評價(jià)等問題。