Question

某氯化亞鐵和氯化鐵的混合物�，F(xiàn)要測(cè)定其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ．請(qǐng)根據(jù)上面流程，回答以下問題：
（1）操作I所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須有        、        。（填儀器名稱）
（2）請(qǐng)寫出加入溴水發(fā)生的離子反應(yīng)方程式                                。
（3）將沉淀物加熱、灼燒，冷卻至室溫，用天平稱量其質(zhì)量為b₁ g，再次加熱并冷卻至室溫稱量其質(zhì)量為b₂ g，若b₁－b₂＝0.3g，則接下來還應(yīng)進(jìn)行的操作是                    ；蒸發(fā)皿質(zhì)量是W₁ g，蒸發(fā)皿與加熱后固體總質(zhì)量是W₂ g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是              。                  
Ⅱ．有同學(xué)提出，還可以采用以下方法來測(cè)定：

（1）溶解樣品改用了硫酸，而不再用鹽酸，為什么                        ；
（2）選擇的還原劑是否能用鐵           （填“是”或“否”），原因是：            
                                                                       ；
（3）若滴定用掉c mol?L^-1 KMnO₄溶液b mL，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：        。

Answer 1

Ⅰ．（1）250mL容量瓶（1分）、膠頭滴管（1分）
（2）2Fe ²⁺＋ Br₂＝ 2Fe ³⁺＋ 2Br^－（2分）
（3）再次加熱冷卻并稱量，直至兩次質(zhì)量差小于0.1g（1分）
鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（2分）
Ⅱ．（1）過量的鹽酸對(duì)后面KMnO₄的滴定有干擾（2分）
（2）否（1分）如果用鐵做還原劑，自身的氧化產(chǎn)物是Fe²⁺；且會(huì)與過量的硫酸反應(yīng)生成Fe²⁺，干擾鐵元素的測(cè)定（2分，答出一個(gè)原因即給2分）
（3）鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（2分）

解析試題分析：I、該實(shí)驗(yàn)的原理是：先將樣品配成一定濃度的溶液，然后取其中的十分之一，加氧化劑將二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，然后加堿使鐵生成氫氧化鐵沉淀，灼燒沉淀使其變?yōu)檠趸�物，通過稱量氧化物的質(zhì)量計(jì)算出鐵的質(zhì)量，進(jìn)而得出鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
（1）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需儀器除了燒杯、玻璃棒外，還需要膠頭滴管和容量瓶，由框圖中溶液體積為250.00mL，故容量瓶要注明規(guī)格。
（2）加入溴水的目的是將二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，故反應(yīng)為：2Fe ²⁺＋ Br₂＝ 2Fe ³⁺＋ 2Br^－。
（3）將物質(zhì)灼燒至恒重的標(biāo)準(zhǔn)是灼燒后連續(xù)兩次稱量質(zhì)量差小于0.1g，但b₁－b₂＝0.3g，因此還需要繼續(xù)灼燒，直至兩次質(zhì)量差小于0.1g。灼燒后的固體為Fe₂O₃，其質(zhì)量為：（W₂—W₁）g，其中鐵的質(zhì)量為：，該質(zhì)量為取樣的十分之一，因此原樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：。
II、該實(shí)驗(yàn)的原理是將樣品配成溶液，將其中的三價(jià)鐵用還原劑還原為二價(jià)鐵，取其十分之一，再用酸性高錳酸鉀滴定二價(jià)鐵，通過消耗的高錳酸鉀的量計(jì)算出樣品中鐵的質(zhì)量，進(jìn)而求出鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
（1）鹽酸中的Cl^—具有還原性，可被高錳酸鉀氧化，因此要將鹽酸換為硫酸。
（2）若用鐵作還原劑，發(fā)生的反應(yīng)為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，產(chǎn)生的Fe²⁺會(huì)干擾樣品中鐵的測(cè)量。
（3）二價(jià)鐵被氧化為三價(jià)鐵，每個(gè)Fe失去一個(gè)電子，KMnO₄被還原為Mn²⁺，每個(gè)KMnO₄得到5個(gè)電子，因此鐵的物質(zhì)的量是高錳酸鉀物質(zhì)的量的5倍，即n(Fe)=5×10^-3bcmol，樣品中鐵的物質(zhì)的量為5×10^-2bcmol，故樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： =。
考點(diǎn)：考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器、基本操作，實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)流程分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。