Question

【題目】硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)是一種重要的食品和飼料添加劑。實驗室通過如下實驗由廢鐵屑制備FeSO4·7H2O晶體：

①將5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量廢鐵屑的燒杯中，加熱數(shù)分鐘，用傾析法除去Na2CO3溶液，然后將廢鐵屑用水洗滌2~3遍；

②向洗滌過的廢鐵屑中加入過量的稀硫酸，控制溫度在50~80℃之間至鐵屑耗盡；

③ ，將濾液轉(zhuǎn)入到密閉容器中，靜置、冷卻結(jié)晶；

④待結(jié)晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌2~3次，再用濾紙將晶體吸干；

⑤將制得的FeSO4·7H2O晶體放在一個小廣口瓶中，密閉保存．

請回答下列問題：

（1）實驗步驟①的目的是___________________________________________

（2）寫出實驗步驟②中的化學(xué)方程式__________________________________________ ．

（3）補全實驗步驟③的操作名稱________________________________

（4）實驗步驟④中用少量冰水洗滌晶體，其目的是_________________________________

（5）乙同學(xué)認為甲的實驗方案中存在明顯的不合理之處，你______(填“是”或“否”)同意乙的觀點

（6）丙同學(xué)經(jīng)查閱資料后發(fā)現(xiàn)，硫酸亞鐵在不同溫度下結(jié)晶可分別得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O．硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度和該溫度下析出晶體的組成如下表所示(僅在56.7℃、64℃溫度下可同時析出兩種晶體)．

硫酸亞鐵的溶解度和析出晶體的組成

請根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出硫酸亞鐵的溶解度曲線示意圖。_________

（7）若需從硫酸亞鐵溶液中結(jié)晶出FeSO4·4H2O，應(yīng)控制的結(jié)晶溫度(t)的范圍為________

（8）取已有部分氧化的綠礬固體(硫酸亞鐵的相對原子質(zhì)量用M表示)wg，配制成100 mL用c mol/L KMnO4標準溶液滴定，終點時消耗標準液的體積為VmL，則：

①該固體中硫酸亞鐵的質(zhì)量分數(shù)為____________%(用相關(guān)字母表示，要化到最簡)

②若在滴定終點讀取滴定管讀數(shù)時，俯視滴定管液面，使測定結(jié)果____________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)

Answer 1

【答案】去除油污或利用碳酸鈉水解后顯堿性的性質(zhì)除去表面油污Fe+H2SO4(稀) FeSO4+H2↑趁熱過濾洗去雜質(zhì)，降低洗滌過程中FeSO4·7H2O的損耗是56.7℃<t<64℃2cVM/w偏低

【解析】

(1).碳酸鈉電離出的碳酸根離子水解溶液顯堿性，油脂在堿性條件下水解生成溶于水的物質(zhì)，所以步驟①的目的是去除油污或利用碳酸鈉水解后顯堿性的性質(zhì)除去表面油污。 (2)向洗滌過的廢鐵屑中加入過量的稀硫酸，控制溫度在50~80℃之間至鐵屑耗盡，反應(yīng)的方程式為：Fe+H2SO4(稀) FeSO4+H2↑。 (3)補全實驗步驟③的操作名稱為趁熱過濾。 (4)溫度低，晶體的溶解度小，則少量冰水洗滌，洗去雜質(zhì)降低洗滌過程中FeSO4·7H2O的損耗，可以防止晶體溶解。 (5)因亞鐵離子容易被氧化，加入鐵可以防止氧化，所以實驗②步驟不合理。(6)結(jié)合圖表中溶解度隨著溫度的變化，用描點法繪制變化曲線圖，注意溫度做橫坐標，溶解度做縱坐標，畫出圖像為： 。 (7).根據(jù)圖標數(shù)據(jù)分析，析出晶體的溫度范圍為 56.7℃<t<64℃ 。 (8) ①酸性高錳酸鉀氧化硫酸亞鐵反應(yīng)的離子方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，求出亞鐵離子物質(zhì)的量n（Fe2+）=n（FeSO4·7H2O）=5n（KMnO4）=5×V×10-3×c×100/25=2cV ×10-2mol，得到硫酸亞鐵質(zhì)量為2cV ×10-2×Mmol，硫酸亞鐵質(zhì)量分數(shù)為2cV ×10-2×M÷w×100%=2cVM/w 。 ②若在滴定終點讀取滴定管讀數(shù)時，俯視標準液液面，讀取標準溶液的體積減小，測定結(jié)果偏低。