Question

3．配制某補(bǔ)血?jiǎng)┲饕�成分是硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O），為測(cè)定該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了兩套實(shí)驗(yàn)方案．
方案一：滴定法（用酸性KMnO₄溶液滴定），主要步驟如下：
①取一定量補(bǔ)血?jiǎng)�樣品，溶解除去不溶物（不損耗鐵元素），并配制成250mL待測(cè)溶液；
②量取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；
③用酸化的0.0100mol/LKMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)，記錄消耗KMnO₄溶液體積，重復(fù)一到兩次實(shí)驗(yàn)．
（已知：5Fe ²⁺+MnO₄^-+8H⁺→5Fe ³⁺+Mn²⁺+4H₂O）．
（1）250mL待測(cè)溶液時(shí)需要的玻璃儀器除燒杯、膠頭滴管外，還需玻棒、250mL容量瓶（填儀器名稱）；滴定時(shí)，左手控制滴定管的活塞，右手搖動(dòng)錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內(nèi)溶液的顏色變化；當(dāng)看到溶液出現(xiàn)淺紫紅色且保持30s不變時(shí)，達(dá)滴定終點(diǎn)．
（2）上述實(shí)驗(yàn)中的KMnO₄溶液需要酸化，若分別用下列酸進(jìn)行酸化，對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是：硝酸偏小，硫酸無影響，鹽酸偏大．（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）
（3）方案二：重量法（將FeSO₄轉(zhuǎn)化為Fe₂O₃，測(cè)定質(zhì)量），操作流程如下：

步驟①加入1ml稀硫酸的目的是防止亞鐵離子水解．
（4）步驟②是否可以省略不能，理由是Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準(zhǔn)確計(jì)算Fe的含量．
（5）步驟④中重復(fù)操作加熱、冷卻、稱量，直到兩次稱量的質(zhì)量差小于0.1g為止．
（6）假設(shè)實(shí)驗(yàn)中鐵元素?zé)o損耗，則每片補(bǔ)血?jiǎng)┖�鐵元素的質(zhì)量0.07ag（用含a的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）精確配制250mL待測(cè)溶液，配制時(shí)需要的儀器有天平、藥匙、玻棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶，據(jù)此滴定的操作要求可知，滴定時(shí)，左手控制滴定管的活塞，右手搖動(dòng)錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內(nèi)溶液的顏色變化，當(dāng)看到溶液出現(xiàn)淺紫紅色且保持30s不變時(shí)，達(dá)滴定終點(diǎn)；
（2）硝酸有強(qiáng)氧化性，可以減小高錳酸鉀的用量，鹽酸具有還原性，增加了高錳酸鉀的用量，硫酸對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響；
（3）亞鐵離子能水解，溶解時(shí)要抑制其水解；
（4）Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準(zhǔn)確計(jì)算Fe的含量；
（5）步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉(zhuǎn)化為氧化鐵，需要過濾、洗滌的氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質(zhì)量，為了保證灼燒充分，要使最后得到的固體恒重為止；
（6）根據(jù)鐵元素守恒可知ag氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量即為10片補(bǔ)血?jiǎng)┲需F的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）精確配制250mL待測(cè)溶液，配制時(shí)需要的玻璃儀器有玻棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶，據(jù)此滴定的操作要求可知，滴定時(shí)，左手控制滴定管的活塞，右手搖動(dòng)錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內(nèi)溶液的顏色變化，當(dāng)看到溶液出現(xiàn)淺紫紅色且保持30s不變時(shí)，達(dá)滴定終點(diǎn)；
故答案為：玻棒、250mL容量瓶；錐形瓶內(nèi)溶液的顏色變化；溶液出現(xiàn)淺紫紅色且保持30s不變；
（2）硝酸有強(qiáng)氧化性，可以減小高錳酸鉀的用量，鹽酸具有還原性，增加了高錳酸鉀的用量，硫酸對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，所以用硝酸酸化會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏小，用鹽酸酸化會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏大，用硫酸酸化對(duì)測(cè)定結(jié)果無影響，
故答案為：偏小、無影響、偏大；
（3）亞鐵離子能水解，溶解時(shí)要抑制其水解，所以加入1ml稀硫酸的目的是防止亞鐵離子水解，
故答案為：防止亞鐵離子水解；
（4）Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準(zhǔn)確計(jì)算Fe的含量，故步驟②不能省略；
故答案為：不能；Fe²⁺與堿反應(yīng)后不能保證Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加熱不能得到純凈的Fe₂O₃，故無法準(zhǔn)確計(jì)算Fe的含量；
（5）步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉(zhuǎn)化為氧化鐵，需要過濾、洗滌的氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質(zhì)量為了保證灼燒充分，要使最后得到的固體恒重為止，所以重復(fù)操作加熱、冷卻、稱量，直到兩次稱量的質(zhì)量差小于0.1g為止；
故答案為：兩次稱量的質(zhì)量差小于0.1g；
（6）ag氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量即為10片補(bǔ)血?jiǎng)┲需F的質(zhì)量，所以每片補(bǔ)血?jiǎng)┖�鐵元素的質(zhì)量 $\frac{ag×\frac{112}{160}}{10}$=0.07ag，故答案為：0.07a．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作的理解、物質(zhì)分離提純、元素化合物性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)滴定、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，清楚實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力．