Question

【題目】某化學興趣小組測定某Fe2(SO4)3樣品(只含少量FeCl2雜質(zhì))中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)，按以下實驗步驟進行操作：

①稱取a g樣品，置于燒杯中；

②加入50 mL 1.0 mol/L稀硫酸和一定量的蒸餾水，使樣品溶解，然后準確配制成250.0 mL溶液；

③量取25.0 mL步驟②中配得的溶液，置于燒杯中，加入適量氯水，使反應(yīng)完全；

④加入過量氨水，充分攪拌，使沉淀完全；

⑤過濾，洗滌沉淀；將沉淀轉(zhuǎn)移到某容器內(nèi)，加熱、攪拌，直到固體由紅褐色全部變?yōu)榧t棕色后，在干燥器中冷卻至室溫后，稱量；

⑥……

請根據(jù)上面敘述，回答：

(1)上圖所示儀器中，步驟①②③中必須用到的儀器有E和___________(填字母)。

(2)步驟②中：配制50 mL 1.0 mol/L稀H2SO4，需要用量筒量取98%(密度1.84 g/cm3)的濃H2SO4體積為________ mL。

(3)樣品中的雜質(zhì)Fe2＋有較強的還原性，完成并配平下列反應(yīng)的離子方程式

____Fe2＋＋ ClO2＋ === Fe3＋＋ Cl－＋ H2O

從理論上分析，上述實驗中若將氯水改為ClO2時，對實驗結(jié)果的影響是__________(填“偏大”“偏小”或“不影響”)，等物質(zhì)的量ClO2與Cl2的氧化效率之比為__________。

(4)若步驟⑤不在干燥器中冷卻，則測定的鐵元素的質(zhì)量分數(shù)會________(填“偏大”“偏小”或“不影響”)。

Answer 1

【答案】CFG 2.7 5　1　4H＋===5　1　2　 不影響 5∶2 偏大

【解析】

根據(jù)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和特征分析解答；根據(jù)一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制操作及注意事項分析解答；根據(jù)常用物質(zhì)的制備分析解答。

(1)稱量藥品用天平，氯化鐵和氯化亞鐵的水溶液都呈酸性，所以準確量取25.00mL步驟②中配得的溶液用酸式滴定管，配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液用容量瓶，故答案為：CFG；

(2) 98%（密度1.84g/cm3）的濃H2SO4的物質(zhì)的量濃度為：c(濃H2SO4)= 18.4mol/L，依據(jù)稀釋前后溶液溶質(zhì)物質(zhì)的量不變，故配制50mL，1.0mol/L稀H2SO4需要98%（密度1.84g/cm3）的濃H2SO4體積為c(濃)×V(濃)=c(稀) ×V(稀)，帶入計算得到：18.4mol/L× V(濃)=1.0mol/L×0.05L，即V(濃)=2.7mL，故答案為：2.7mL；

(3) 反應(yīng)中，F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，ClO2中氯元素化合價從+4價變化為-1價，變化5價，電子轉(zhuǎn)移最小公倍數(shù)為5，依據(jù)電子守恒和原子守恒配平得到離子方程式為：5Fe2++ClO2+4 H+═5Fe3++Cl-+2H2O；從理論上分析，上述實驗中若將氯水改為ClO2時對實驗無影響，不同的是氧化劑不同，同量還原性物質(zhì)被氧化需要失去電子相同；等物質(zhì)的量的ClO2與Cl2的氧化效率之比為為轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比，ClO2～Cl-～5e-，Cl2～2Cl-～2e-，所以1molClO2與Cl2的氧化效率之比為5：2，故答案為：5Fe2++ClO2+4 H+═5Fe3++Cl-+2H2O ， 不影響 ，. 5∶2 ；

(4) 若步驟⑤不在干燥器中冷卻，會吸收空氣中的水蒸氣，稱量的質(zhì)量增大，則測定的鐵元素的質(zhì)量分數(shù)偏大，故答案為：偏大。