【題目】小龍同學在實驗室選用碘量法測定某磁鐵礦(主要成分是 Fe3O4,雜質SiO2、CuO)中鐵元素質量分數(shù),實驗步驟如下:

①酸浸:取樣m g,先將礦石粉碎,加入足量2mol/LH2SO4浸取,過濾后得到浸取液;

②除雜:先向浸取液中加入足量 H2S溶液,過濾后加入足量酸性 H2O2溶液氧化Fe2+(過量的H2S轉化為S),再加入一定量MnO2固體除去過量的H2O2,一段時間后過濾得到Vml 濾液;

③定容:將濾液稀釋至250mL,取出25.00mL于帶塞子的錐形瓶中待用;

④轉化:向25.00mL溶液中加入足量KI固體,塞上塞子于暗處靜置30min;

⑤滴定:加入指示劑后,用cmol/LNa2S2O3標準溶液進行滴定至終點,消耗Na2S2O3標準溶液 V1mL;

⑥重復④⑤操作2次。 已知:2S2O32-+I2==S4O62-+2I-

1)①中將礦石粉碎的目的是____________________________________________,加入足量 H2SO4的目的是__________________________________。

2)寫出②中加入足量 H2S 溶液發(fā)生反應的離子反應方程式:_____________________________。

3)③中用______________________________ _(填儀器名稱)取出 25.00mL 溶液。

4)⑤中加入的指示劑是________,滴定終點的現(xiàn)象是:滴入最后一滴 Na2S2O3標準溶液 后,__________。⑥中重復進行實驗的目的是______。

5)該磁鐵礦中鐵元素質量分數(shù)為______________(用含 m、c、V1的代數(shù)式表示,需要化簡)。

6)若滴定過程中溶液 pH 過低則會導致測定結果______ (填“偏高”、“偏低”),寫出 導致這種誤差的離子反應方程式___________。

若②中過量的 H2O2溶液沒除則會導致測定結果_____(填“偏高”、“偏低”) 若②中 MnO2固體沒有過濾除去則會導致測定結果_________(填“偏高”、“偏低”)

【答案】 增大礦石與溶液的接觸面積,加快反應速率,使 Fe3O4 完全浸出 使 Fe3O4 全部 浸出,抑制 Fe2+、Fe3+水解 H2S+2Fe3+=S↓+2H++2Fe2+,H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ 酸式滴定管 淀粉溶液 溶液藍色恰好褪去,且 30s 內(nèi)不變色 減小誤差 (56cV1/m)% 偏高 2H++S2O32—= H2O+S↓+SO2 偏高 偏高

【解析】1)①中將礦石粉碎的目的是增大礦石與溶液的接觸面積,加快反應速率,使 Fe3O4 完全浸出,加入足量 H2SO4的目的是使 Fe3O4 全部 浸出,抑制 Fe2+、Fe3+水解;2)②中加入足量 H2S 溶液與鐵離子發(fā)生氧化還原反應生成硫單質,同時又與銅離子反應產(chǎn)生CuS沉淀,發(fā)生反應的離子反應方程式為:H2S+2Fe3+=S↓+2H++2Fe2+,H2S+Cu2+=CuS↓+2H+;3)③中用酸式滴定管準確取出 25.00mL酸化的溶液;4)碘遇淀粉變藍,故⑤中加入的指示劑是淀粉溶液,滴定終點的現(xiàn)象是:滴入最后一滴 Na2S2O3標準溶液 后,溶液藍色恰好褪去,且 30s 內(nèi)不變色;⑥中重復進行實驗的目的是多次實驗取平均值,減小誤差;5)實驗過程中先將鐵轉化為鐵離子,2Fe3++2I-=2Fe2++I2、2S2O32-+I2==S4O62-+2I-,設該磁鐵礦中鐵元素質量分數(shù)為x,則:

2Fe3+~~~~~~~~ I2~~~~~~~~~~~2S2O32-

2×56 2

mg×x cmol/L×V1×10-3

;6)若滴定過程中溶液 pH 過低則會導致測定結果偏高,導致這種誤差的離子反應方程式為2H++S2O32—= H2O+S↓+SO2;若②中過量的 H2O2溶液沒除則會產(chǎn)生更多的碘單質,滴定時消耗Na2S2O3標準溶液偏多,會導致測定結果偏高;若②中 MnO2固體沒有過濾除去則也會將會產(chǎn)生更多碘單質,滴定時消耗Na2S2O3標準溶液偏多,會導致測定結果偏高。

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B.用超理論用量20%NH4Cl進行浸取

C.可用NH4Cl對浸取后的濾渣進行二次浸取,將兩次浸取液合并

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