Question

FeSO₄·7H₂O廣泛用于醫藥和工業領域。
（1）下面是以工業廢鐵屑為原料生產FeSO₄·7H₂O的流程圖。

請填寫下列空白。
①加適量碳酸鈉溶液的目的是______________，反應I需要加熱數分鐘，其原因是___________。
②判斷反應Ⅱ完成的現象是__________。反應Ⅱ需要100mL1mol／L的稀硫酸，用98．3％，ρ＝1．84g／cm³的濃硫酸配制。所用的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管及____________.
③測定FeSO₄·7H₂O產品中Fe^2＋含量的方法是用KMnO₄溶液滴定法（5Fe^2＋＋＋8H^＋＝5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O），步驟為：
Ⅰ．稱取2．8500g FeSO₄·7H₂O產品，配制成250mL溶液；
Ⅱ．量取25．00mL待測溶液于錐形瓶中；
Ⅲ．用硫酸酸化的0．01000moL／L KMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20．00mL。

某同學設計如圖所示的滴定方式中，最合理的是____________（夾持部分略去）（填字母序號）；判斷此滴定實驗達到終點的方法是____________；計算上述樣品中FeSO₄·7H₂O的質量分數為________（用小數表示，保留三位小數）；若用上述方法測定的樣品中FeSO₄·7H₂O的質量分數偏低（測定過程中產生的誤差可忽略），其可能原因有_____________；______________。
（2）已知FeSO₄·7H₂O晶體在加熱條件下發生如下反應：2FeSO₄·7H₂OFe₂O₃＋SO₂↑＋SO₃↑＋14H₂O↑。利用下圖裝置可檢驗該反應的氣體產物。

請填寫下列空白。
①儀器的連接順序為a接________、__________接_________、________接__________、__________接_____________。
②裝置C中的X為______________；該裝置中冷水的作用是_________________。

Answer 1

（15分）（1）①除油污（1分） 升溫促進水解，溶液堿性增強，去油污能力增強（1分）
②固體不再溶解，固體表面不再有氣泡產生（1分）
100ml容量瓶（2分）（只答容量瓶1分）
③b（1分） 滴加最后一滴KMnO₄溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內不褪色（1分）
0.975（2分） 樣品中存在少量的雜質（1分） 樣品部分被氧化（1分）
（2）①f、g、d、e、h、i、b（或g、f、d、e、h、i、b）（2分）
②BaCl₂（1分）  SO₃與H₂O的反應是放熱反應，降低溫度有利于SO₃被水吸收（1分）

試題分析：（1）①由于工業廢鐵屑中含有酯類油污，所以必須除去酯類油污。碳酸鈉溶液顯堿性，可以溶解酯類油污達到去除的目的。由于升高溫度促進水解，溶液堿性增強，去油污能力增強，所以反應I需要加熱數分鐘。
②反應Ⅱ是鐵與稀硫酸的反應，生成物是硫酸亞鐵和氫氣，所以判斷反應Ⅱ完成的現象是固體不再溶解，固體表面不再有氣泡產生。配制一定物質的量濃度溶液時，所用的儀器除了有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管以外，還必須有100ml容量瓶。
③酸性高錳酸鉀溶液應該放在酸式滴定管中，a中酸性高錳酸鉀溶液放在堿式滴定管中，因此a不正確，b正確；硫酸亞鐵溶液顯酸性，應該放在酸式滴定管中，選項c不正確，答案選b。由于酸性高錳酸鉀溶液顯紅色，所以該實驗不需要指示劑。因此判斷此滴定實驗達到終點的方法是滴加最后一滴KMnO₄溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內不褪色。根據方程式可知
5FeSO₄·7H₂O～KMnO₄
5mol          1mol
n   0.01000moL／L×0.0200L
解得n＝0.0010mol
所以上述樣品中FeSO₄·7H₂O的質量分數為＝0.975。
由于硫酸亞鐵極易被氧化，所以若用上述方法測定的樣品中FeSO₄·7H₂O的質量分數偏低，因此可能的原因是樣品部分被氧化或樣品中存在少量的雜質。
（2）①檢驗水蒸氣一般用無水硫酸銅，檢驗SO₂一般用品紅溶液。由于SO₂的熔沸點較低，因此SO₃氣體易被水吸收生成硫酸，可以通過檢驗硫酸來檢驗SO₃。又因為通過溶液時必然帶出水蒸氣，所以首先檢驗水蒸氣，其次檢驗SO₃，最后檢驗SO₂，且還要有尾氣吸收裝置，因此正確的順序是a、f、g、d、e、h、i、b（或a、g、f、d、e、h、i、b）。
②檢驗硫酸的試劑可以是氯化鋇溶液。又因為SO₃與H₂O的反應是放熱反應，所以裝置中冷水的作用是降低溫度，便于SO₃被水吸收。