Question

Ⅰ．實(shí)驗(yàn)室需配制500mL 0.2mol/L NaCl溶液．
（1）本實(shí)驗(yàn)用到的儀器已有藥匙、燒杯、量筒、托盤天平（砝碼、鑷子）、玻璃棒、膠頭滴管，還缺少的玻璃儀器是

 

．
（2）配制時(shí)，需稱取NaCl的質(zhì)量是

 

g．
（3）在配制過程中，其他操作都正確的情況下，下列操作會(huì)導(dǎo)致所配制的溶液濃度偏高的是

 

．（選填序號(hào)）
①?zèng)]有洗滌燒杯和玻璃棒
②加蒸餾水時(shí)，不慎超過了刻度，取出少量水使液面恰好到刻度線
③容量瓶不干燥，含有少量蒸餾水
④定容時(shí)仰視標(biāo)線
⑤定容時(shí)俯視標(biāo)線
Ⅱ．某催化劑為鐵的氧化物，一化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)該催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行探究：查閱有關(guān)資料得知Fe²⁺能被酸性KMnO₄溶液氧化而使酸性KMnO₄溶液褪色；HNO₃具有強(qiáng)氧化性．請(qǐng)完成對(duì)鐵元素價(jià)態(tài)的探究：
（1）提出合理假設(shè)：
假設(shè)1：催化劑中鐵元素為+3價(jià)；
假設(shè)2：

 

；
假設(shè)3：催化劑中鐵元素既有+3價(jià)又有+2價(jià)．
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案．
（3）根據(jù)（2）的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
步驟1：取一定量的稀硫酸于試管中，加熱煮沸數(shù)分鐘，目的是

 

；
步驟2：取少量樣品于試管中，加入處理過的硫酸并加熱，得到A溶液；
步驟3：取A溶液于試管，滴加KSCN溶液，振蕩，若不出現(xiàn)血紅色，則假設(shè)

 

成立；若出現(xiàn)血紅色，則假設(shè)1或3成立；
步驟4：為了進(jìn)一步確定步驟3中是假設(shè)1還是假設(shè)3成立：另取A溶液于試管，加入KMnO₄溶液，振蕩，若出現(xiàn)

 

現(xiàn)象，則假設(shè)1成立；反之，則假設(shè)3成立．
（4）反思：
某同學(xué)將步驟2中的稀硫酸改成稀硝酸得到了A溶液，向A溶液中滴加KSCN溶液后出現(xiàn)血紅色，由此得出該催化劑中鐵元素為+3價(jià)的結(jié)論．請(qǐng)判斷該結(jié)論是否合理：

 

（填“合理”或“不合理”）．

Answer 1

考點(diǎn)：配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：Ⅰ．（1）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液使用的儀器進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)500mL 0.2mol/L NaCl溶液中含有溶質(zhì)氯化鈉的物質(zhì)的量計(jì)算出氯化鈉的質(zhì)量；
（3）根據(jù)c=

n

V

可得，一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的誤差都是由溶質(zhì)的物質(zhì)的量n和溶液的體積V引起的，誤差分析時(shí)，關(guān)鍵要看配制過程中引起n和V怎樣的變化：若n比理論值小，或V比理論值大時(shí)，都會(huì)使所配溶液濃度偏��；若n比理論值大，或V比理論值小時(shí)，都會(huì)使所配溶液濃度偏大；
Ⅱ．（1）根據(jù)鐵的氧化物中鐵的存在價(jià)態(tài)解答；
（3）稀硫酸溶液中溶解氧氣，氧氣可以氧化亞鐵離子，用硫酸溶解氧化物應(yīng)除去溶解的氧氣；Fe³⁺遇KSCN溶液呈血紅色，F(xiàn)e²⁺遇KSCN溶液不顯色，選用KSCN溶液檢驗(yàn)+3價(jià)的鐵，根據(jù)顏色變化判斷是否含有+3價(jià)的鐵；+2價(jià)鐵具有還原性，易被氧化，使KMnO₄溶液的紫紅色褪去，根據(jù)顏色變化判斷是否含有+2價(jià)的鐵；
（4）硝酸具有強(qiáng)氧化性，加入硝酸會(huì)將Fe²⁺氧化成Fe³⁺．

解答： 解：I．（1）配制500mL 0.2mol/L NaCl溶液需要的儀器有：藥匙、燒杯、量筒、托盤天平（砝碼、鑷子）、玻璃棒、膠頭滴管、500 mL容量瓶，所以還缺少的儀器為500 mL容量瓶，
故答案為：500 mL容量瓶；
（2）500mL 0.2mol/L NaCl溶液中含有溶質(zhì)氯化鈉的質(zhì)量為：58.5g/mol×0.2mol/L×0.5L=5.85g，需要稱量5.9g氯化鈉，故答案為：5.9；
（3）①?zèng)]有洗滌燒杯和玻璃棒，導(dǎo)致溶質(zhì)的物質(zhì)的量偏小，溶液濃度偏低，故①錯(cuò)誤；
②加蒸餾水時(shí)，不慎超過了刻度，取出少量水使液面恰好到刻度線，導(dǎo)致溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量偏小，溶液濃度偏低，故②錯(cuò)誤；
③容量瓶不干燥，含有少量蒸餾水，不影響配制結(jié)果，故③錯(cuò)誤；
④定容時(shí)仰視標(biāo)線，導(dǎo)致加入的蒸餾水體積偏大，配制溶液濃度偏低，故④錯(cuò)誤；
⑤定容時(shí)俯視標(biāo)線，導(dǎo)致加入的蒸餾水體積偏小，配制的溶液濃度偏高，故⑤正確；
故答案為：⑤；
II．（1）鐵的氧化物中鐵的存在價(jià)態(tài)有+2、+3價(jià)，所以，催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)有三種情況：價(jià)態(tài)全部為+3價(jià)；價(jià)態(tài)全部為+2價(jià)；價(jià)態(tài)為+3價(jià)、+2價(jià)，
故答案為：催化劑中鐵元素為+2價(jià)；
（3）稀硫酸溶液中溶解氧氣，氧氣可以氧化亞鐵離子，用硫酸溶解氧化物應(yīng)除去溶解的氧氣，防止氧化亞鐵離子，故煮沸硫酸的目的是：除去硫酸中溶解的氧氣；Fe³⁺遇KSCN溶液呈血紅色，取A溶液于試管，滴加KSCN溶液，若溶液無(wú)明顯變化，則說明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)不含+3價(jià)，假設(shè)2成立；
若KMnO₄溶液的紫紅色褪去為無(wú)色溶液，則說明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)含+2價(jià)；若不褪色，則說明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)不含+2價(jià)，
故答案為：除去硫酸中溶解的氧氣；2；高錳酸鉀溶液不褪色；
（4）硝酸具有強(qiáng)氧化性，加入硝酸會(huì)將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，不能得出該催化劑中鐵元素為+3價(jià)，
故答案為：不合理．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液、鐵及其化合物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，題目難度中等，本題題量稍大，充分考查了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，注意熟練掌握鐵元素化合物性質(zhì)、配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的方法．