Question

易溶于水的三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O可用于攝影和藍色印刷。以鐵屑為原料的制備流程如下：

請回答下列問題：
（1）鐵屑中常含硫元素，加稀硫酸時會產生有毒的H₂S氣體，可用氫氧化鈉溶液吸收，下列吸收裝置正確的是       。

（2）制得的FeSO₄溶液中需加入少量的H₂SO₄酸化，目的是                      。若要從溶液中得到綠礬FeSO₄·7H₂O，必須進行的實驗操作是          （按順序填寫）。
a．過濾洗滌      b．蒸發濃縮       c．冷卻結晶      d．灼燒      e．干燥
（3）該晶體鹽在110℃可完全失去結晶水，繼續升高溫度可發生分解反應。
①分解得到的氣體產物用如下裝置進行實驗

裝置檢查氣密性后，先通一段時間N₂，其目的為                   。結束實驗時先熄滅酒精燈再通入N₂至常溫，其目的為                           。實驗過程中觀察到B、F中澄清石灰水都變渾濁，E中有紅色固體生成，則氣體產物是           。
②分解得到的固體產物含有K₂CO₃、FeO、Fe，加水溶解、過濾、洗滌、干燥，得到含鐵樣品。現設計下列三種實驗方案對該樣品進行物質含量測定。
【甲】a g樣品溶液得固體b g
【乙】a g樣品量氣測得氣體體積V_a mL
【丙】a g樣品250 mL溶液三次平均消耗0.1 mol·L^－1酸性KMnO₄溶液V_b mL你認為以上方案中   無法確定樣品的組成，理由是                                     。

Answer 1

（1）A   （2）防止Fe^2＋的水解     b c a e
（3）①排出裝置中的空氣， 防止干擾實驗結果 防止液體回流（或倒吸）      CO₂、CO
②丙方案            使用鹽酸溶解樣品，氯離子也可被酸性MnO₄^-氧化

試題分析：（1）吸收雜質氣體時導氣管的連接方式是長進短出，而且長的導氣管要浸沒在液面下，短的導氣管稍微露出橡膠塞即可。故選項為A。（2）制得的FeSO₄溶液中需加入少量的H₂SO₄酸化，目的是防止Fe^2＋的水解而使溶液變渾濁。若要從溶液中得到綠礬FeSO₄·7H₂O，必須進行的實驗操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、干燥。故選項為  b c a e。（3）①裝置檢查氣密性后，要先通一段時間N₂，其目的為了排出裝置中的空氣， 防止干擾實驗結果。實驗過程中觀察到B中澄清石灰水變渾濁說明含有CO₂，E中有紅色固體生成，F中的澄清石灰水變渾濁則說明氣體產物含有CO。所以氣體產物是CO₂、CO。②分解得到的固體產物含有K₂CO₃、FeO、Fe，加水溶解、過濾、洗滌、干燥，得到含鐵樣品。甲：樣品ag,加入足量的硝酸溶解得到Fe(NO₃)₃，向溶液中加入足量的NaOH溶液得到Fe(OH)₃沉淀，將其過濾出來洗滌干凈，然后灼燒，發生反應：2Fe(OH)₃Fe₂O₃+3H₂O.烘干得到的固體質量就是Fe₂O₃的質量。進而計算出Fe元素的質量。因此再根據含鐵樣品的質量及Fe的質量就是出固體產物個組分的含量。正確。乙：向含鐵樣品中加入足量的稀硫酸發生反應：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑。根據放出的氫氣的體積可計算出Fe的質量，繼而求出FeO的質量，固體樣品中個組分的含量得到求解。正確。丙：樣品用足量的鹽酸溶解時發生反應：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑;FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O.取25ml的溶液用酸性KMnO4溶液滴定時Fe²⁺、Cl^-都被酸性高錳酸鉀氧化，因此不能根據消耗的高錳酸鉀溶液的物質的量的多少來確定溶液中Fe2+的多少。故不能確定樣品中個組分含量的多少。錯誤。因此在這三種方案中丙無法確定物質的組成。