Question

【題目】綠礬（FeSO47H2O）在醫藥和染料生產中有廣泛應用。下面是以鐵屑（含少量錫等雜質）生產綠礬的一種方法：

已知：在H2S飽和溶液中，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，沉淀完全時的pH為5.5。

（1）操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是__；通入硫化氫至飽和的目的是：①除去操作I所得溶液中含有的Sn2+等雜質離子；②___。

（2）操作Ⅳ的順序依次為：___、冷卻結晶、___。

（3）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；②___。

（4）測定綠礬產品中Fe2+含量的方法是：a．稱取2.850g綠礬產品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；c．用硫酸酸化的0.0100molL-1KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4，溶液體積的平均值為20.00mL。（滴定時發生反應的離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O）則上述樣品中FeSO47H2O的質量分數為___。

Answer 1

【答案】使Sn2+完全變成SnS沉淀，而Fe2+不沉淀 防止Fe2+的氧化 蒸發濃縮 過濾洗滌 降低洗滌過程中FeSO47H2O的損耗 97.54%

【解析】

根據流程圖可知，鐵屑加入稀硫酸溶解過濾得到不溶性雜質，濾液用硫酸酸化后調節pH為2，使錫離子完全沉淀，此時Fe2+不沉淀，通入H2S至飽和除去操作I中含有的Sn2+等雜質離子，H2S具有較強的還原性，能防止Fe2+被氧化，過濾可得濾渣Ⅱ為SnS，通過蒸發濃縮，洗滌得到結晶；

（1）根據已知條件可知，在H2S飽和溶液中，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調節pH為2是為了除去雜質Sn2+，通入H2S至飽和，H2S具有較強的還原性，能防止Fe2+被氧化；

（2）操作Ⅳ的目的是從濾液中析出綠礬，利用蒸發濃縮、冷卻結晶、洗滌過濾可得晶體；

（3）操作Ⅳ得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌，可除去表面的雜質，溫度降低，溶解度降低，可減少晶體的損失；

（4）根據滴定實驗的反應終點發生的反應進行計算。

（1）已知：在H2S飽和溶液中，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，沉淀完全時的pH為5.5，操作Ⅱ在溶液中通入硫化氫至飽和并用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2時使Sn2+完全沉淀，而亞鐵離子不沉淀，通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強還原性，可以防止亞鐵離子被氧化；

（2）溶液中得到晶體，需要對溶液進行加熱蒸發濃縮，冷卻結晶析出后過濾洗滌等，所以操作IV的順序依次為：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌；

（3）冰水溫度低，物質溶解度減小，可以洗去沉淀表面的雜質離子，避免綠礬溶解帶來的損失；

（4）a．稱取2.8500g綠礬產品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；c．用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL；依據反應方程式進行計算：

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

5 1

n（Fe2+） 0.01000mol/L×0.0200L

計算得到；n（Fe2+）=0.001mol；則250mL溶液中含Fe2+=0.001mol×=0.01mol；FeSO47H2O物質的量為0.01mol，質量=0.01mol×278g/mol=2.78g；質量分數=×100%=97.54%。