Question

某氯化亞鐵和氯化鐵的混合物．現(xiàn)要測定其中鐵元素的質量分數(shù)，進行如下實驗：
Ⅰ．甲同學根據(jù)如下流程進行實驗，回答以下問題：

（1）操作Ⅰ所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須有

 

、

 

（填儀器名稱）．
（2）請寫出加入溴水發(fā)生的離子反應方程式

 

．
（3）將沉淀物置于坩堝中加熱至恒重后，冷卻至室溫，稱量剩余固體和坩堝的質量，計算．
實驗中加熱至恒重的目的是

 

．
（4）若坩堝質量是W₁g，坩堝與加熱后固體總質量是W₂g，則樣品中鐵元素的質量分數(shù)是

 

．
Ⅱ．乙同學提出，還可以采用以下方法來測定：

（1）溶解樣品改用了硫酸，用離子方程式指明不再用鹽酸原因是

 

；
（2）若要用實驗證明操作Ⅱ所得濾液中不存在Fe³⁺，其最可靠的化學方法是

 

；
（3）若滴定用掉c mol/L KMn0₄溶液b mL，則樣品中鐵元素的質量分數(shù)是

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：Ⅰ、（1）根據(jù)配制一定物質的量濃度的溶液所需要的儀器有：量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、一定規(guī)格的容量瓶；
（2）根據(jù)Br₂具有氧化性，能氧化Fe²⁺；為了使Fe³⁺充分沉淀，氨水要過量； 
（3）為了減少誤差，需再次加熱冷卻并稱量，直至兩次質量差小于0.1g，使氫氧化鐵全部分解；
（4）根據(jù)鐵元素質量守恒，即紅棕色固體（ Fe₂O₃）中的鐵就是樣品中鐵，根據(jù)質量分數(shù)的公式求出鐵元素的質量分數(shù)；
Ⅱ、（1）溶解樣品若用鹽酸，用高錳酸鉀若用滴定時會氧化氯離子，影響實驗測定結果；
（2）檢驗是否存在亞鐵離子不存在鐵離子，依據(jù)鐵離子的檢驗方法，遇到硫氰酸鉀溶液是否變紅色設計驗證；
（3）依據(jù)高錳酸鉀和亞鐵離子的氧化還原反應定量關系計算．

解答： 解：Ⅰ、（1）因配制一定物質的量濃度的溶液所需要的儀器有：量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、一定規(guī)格的容量瓶，該實驗需要250mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶；膠頭滴管；
（2）因Br₂具有氧化性，能氧化Fe²⁺：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；為了使Fe³⁺充分沉淀，氨水要過量，故答案為：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；
（3）為了減少誤差，需再次加熱冷卻并稱量，直至兩次質量差小于0.1g，實驗中加熱至恒重的目的是使Fe（OH）₃分解完全，故答案為：使Fe（OH）₃分解完全；
（4）因鐵元素質量守恒，即紅棕色固體中的鐵就是樣品中鐵，F(xiàn)e₂O₃中鐵元素的質量為（W₂-W₁）g×

112

160

；樣品中鐵元素的質量分數(shù)是

112 160 (W2-W1)

a

×100%=

7(W2-W1)

a

×100%，
故答案為：

7(W2-W1)

a

×100%；
Ⅱ．（1）高錳酸鉀具有強氧化性，加入鹽酸，溶液中的氯離子會被氧化，多消耗高錳酸鉀，產生實驗測定誤差，2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂+8H₂O；
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂+8H₂O；
（2）若要用實驗證明操作Ⅱ所得濾液中不存在Fe³⁺，其最可靠的化學方法是取少量濾液于試管中，滴加1～2滴KSCN溶液，溶液不變紅；
故答案為：取少量濾液于試管中，滴加1～2滴KSCN溶液，溶液不變紅；
（3）設鐵元素質量分數(shù)為X%，
5Fe²⁺～5Fe³⁺～KMnO₄
5×56            1
a×X%×

25.00

250.0

   c×b×10^-3  
鐵元素的質量分數(shù)是X%=

2.8bc

a

，
故答案為：

2.8bc

a

．

點評：本題主要考查了鐵元素的質量分數(shù)的測定，實驗分析，實驗數(shù)據(jù)的計算應用，同時考查了實驗知識的分析判斷，難度不大．