Question

【題目】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(Sn)、氧化鐵等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法：

已知：室溫下飽和H2S溶液的pH約為3.9，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。

(1)溶解時(shí)需加熱，當(dāng)看到_____________________________________(填現(xiàn)象)時(shí)應(yīng)停止加熱，并趁熱進(jìn)行操作I的原因是______________________________________。

(2)操作II中，通入硫化氫至飽和的目的是_______________________________；在溶液中用硫酸酸化至pH= 2的目的是_________________________________。

(3)操作IV的順序依次為：____________、____________、______________。

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_____________________________________________。

(4)測(cè)定綠礬產(chǎn)品中Fe2+含量的方法是：a.稱(chēng)取2.850g綠礬產(chǎn)品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取25.00 mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000 mol/L KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL（滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2+＋MnO4＋8H+→5Fe3+＋Mn2+＋4H2O）。

①判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是_________________________________。

②計(jì)算上述樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______（用小數(shù)表示，保留三位小數(shù)）。

Answer 1

【答案】溶液中氣泡較少時(shí) 防止FeSO4·7H2O結(jié)晶析出損耗 除去溶液中的Sn2+離子，并防止Fe2+被氧化 防止Fe2+離子生成沉淀 蒸發(fā) 冷卻結(jié)晶 過(guò)濾 降低洗滌過(guò)程中FeSO4·7H2O的損耗 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 0.975

【解析】

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)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾可得到FeSO47H2O。

(1)鐵和錫都可以和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，所以當(dāng)看到溶液中氣泡較少時(shí)，說(shuō)明固體基本反應(yīng)完全，應(yīng)停止加熱；溫度降低FeSO4下降有可能會(huì)有FeSO4·7H2O結(jié)晶析出，所以要趁熱過(guò)濾；

(2)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，同時(shí)生成SnS沉淀將錫離子除去；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，在溶液pH=2時(shí)，Sn2+完全沉淀，亞鐵離子不沉淀；

(3)濾液中得到晶體，需要對(duì)溶液進(jìn)行加熱蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶析出，過(guò)濾洗滌等，所以操作IV的順序依次為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾；

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，同時(shí)避免綠礬溶解帶來(lái)的損失；

(4)①滴定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)5Fe2+＋MnO4＋8H+→5Fe3+＋Mn2+＋4H2O，滴定終點(diǎn)MnO4不再被還原，溶液呈淺紅色，所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為：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；

②滴定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)5Fe2+＋MnO4＋8H+→5Fe3+＋Mn2+＋4H2O，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL，根據(jù)方程式可知25mL待測(cè)液中n(Fe2+)=5×0.02L×0.01000 mol/L=0.001mol，則250mL待測(cè)中n(Fe2+)=0.01mol，即n(FeSO4·7H2O)=0.01mol，所以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。