Question

（12分）硫酸亞鐵晶體（FeSO₄·7H₂O）在醫藥上作補血劑。某課外小組擬用KMnO₄溶液滴定的方法，測定該補血劑中鐵元素的含量，進行了如下實驗：
[查閱資料]
在酸性條件下，用KMnO₄標準溶液進行氧化還原滴定，可以測定Fe²⁺的含量。反應的離子方程式是：Fe²⁺＋MnO₄^－＋H⁺—— Fe³⁺＋Mn²⁺＋H₂O（未配平）
[準備實驗用品]
①儀器：a．電子天平，b．滴定管，c．100mL量筒，d．燒杯，e．漏斗，f．250mL容量瓶，g．錐形瓶，h．玻璃棒，i．藥匙，j．燒瓶，k．鐵架臺（帶滴定管夾），l．膠頭滴管。
②試劑：a．硫酸亞鐵補血劑藥片，b．高錳酸鉀晶體，c．酚酞溶液，d．KSCN溶液，
e．稀硫酸，f．稀鹽酸，g．蒸餾水。
[實驗步驟]
①稱取0.474 g KMnO₄晶體，配成250.00 mL水溶液；
②取5片除去糖衣（非還原糖）后的硫酸亞鐵補血劑藥片(1.500 g)，研細后加稀硫酸溶解，配成100.00 mL水溶液。
③用酸式滴定管取待測“補血劑”溶液20.00mL于某容器中。
④盛裝標準KMnO₄溶液，靜置后，讀取數據，記錄為KMnO₄標準溶液體積的初讀數。
⑤滴定，并記錄KMnO₄標準溶液的終讀數。再重復滴定2次。
[實驗記錄]

滴定次數 實驗數據	1	2	3
V（樣品）/mL	20.00	20.00	20.00
V（KMnO4）/mL（初讀數）	0.00	0.20	0.00
V（KMnO4）/mL（終讀數）	15.85	15.22	14.98

[交流與討論]
（1）準備的實驗用品中，不需要的儀器有（填序號）         ；不需要的試劑有（填序號）         。
（2）本實驗所用的KMnO₄標準溶液的物質的量濃度為         。
（3）課外小組里有位同學設計了下列四種滴定方式(夾持部分略去)，引起了同學們的討論，最后取得共識，認為最合理的是         （填字母序號）。

（4）判斷滴定終點的依據是         。
（5）根據實驗數據，計算該補血劑中鐵元素的含量         。

Answer 1

（1）c，e，j     c，d，f   （2）1.200×10^-2 mol·L^-1
（3）b  （4）滴入最后一滴KMnO₄溶液恰好由無色變淺紫紅色，且半分鐘內不褪色
（5）16.8%

（1）根據實驗過程可知，不需要的儀器是c，e，j。高錳酸鉀溶液具有氧化性，且顯紫紅色，所以不需要的試劑是c，d，f，
（2）0.474 g KMnO₄晶體的物質的量是0.474g÷158g/mol＝0.003mol，所以其濃度為0.003mol÷0.25L＝1.200×10^-2 mol·L^-1。
（3）酸性高錳酸鉀溶液不能用堿式滴定管，ac不正確。所以答案選b。
（4）酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，所以當滴入最后一滴KMnO₄溶液恰好由無色變淺紫紅色，且半分鐘內不褪色，即說明達到滴定終點。
（5）三次實驗中消耗高錳酸鉀溶液的體積分別是15.85ml、15.02ml、14.98ml，因此第一次實驗數據不能用，后兩次的平均值是15.00mol。因此消耗高錳酸鉀的物質的量是0.015L×1.200×10^-2 mol·L^-1＝0.00018mol，得到電子是0.00018mol×5＝0.0009mol，所以根據電子的得失守恒可知，亞鐵離子的物質的量0.0009mol，質量是0.0009mol×56g/mol＝0.0504g，所以該補血劑中鐵元素的含量是0.0504g×5÷1.5g×100％＝16.8％。