Question

【題目】綠礬（FeSO4 7H2O）是治療缺鐵性貧血的特效藥．下面是以商品級純度鐵屑（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：

回答下列問題：

（1）操作Ⅱ中用硫酸酸化至pH=2且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____________________________；

③____________________________。

（2）操作IV的順序依次為：_______________、_______________、過濾、洗滌。

（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8.680g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0.02000 mol/LKMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為30.00 mL（滴定時發生反應的離子方程式為：5Fe2+ + MnO4- + 8H+ ═ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O）

①計算上述樣品中FeSO4 7H2O的質量分數為_________________（結果保留4位有效數字，FeSO4 7H2O的摩爾質量為 278g/mol）

②若用上述方法測定的樣品中FeSO47H2O的質量分數偏低（測定過程中產生的誤差可忽略），其可能原因有：樣品中存在少量的雜質、___________________

Answer 1

【答案】使Sn2+完全變成SnS沉淀，而Fe2+不沉淀防止Fe2+的氧化蒸發濃縮結晶降低洗滌過程中FeSO4 7H2O的損耗96.08%樣品部分被氧化

【解析】試題分析：（1）依據流程關系圖分析，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加入稀硫酸調節溶液pH=2為了除去雜質離子Sn2+；根據硫化氫具有強還原性分析；

（2）操作IV的目的是從濾液中析出綠礬晶體，據此解答；

（3）操作IV得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌目的是洗去表面雜質，根據溫度對溶解度的影響分析；

（4）依據滴定實驗的反應終點時發生的反應進行計算，根據實驗過程中操作的誤差分析方法進行判斷。

解析：（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在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液pH=2時，Sn2+完全沉淀，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，結晶析出，過濾洗滌等，所以操作IV的順序依次為：蒸發濃縮、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）①依據反應方程式可知：

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

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n 0.02000mol/L×0.0300L

解得n=0.003mol；

則250mL溶液中含亞鐵離子的物質的量=0.003mol×250/25=0.03mol；

FeSO47H2O物質的量為0.03mol，質量=0.03mol×278g/mol=8.34g；

所以質量分數=；

②用上述方法測定的樣品中FeSO47H2O的質量分數偏低（測定過程中產生的誤差可忽略），其可能原因是洗滌不徹底，亞鐵離子被空氣中的氧氣部分氧化。