Question

【題目】綠礬（FeSO47H2O）在醫(yī)藥和染料生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。下面是以鐵屑（含少量錫等雜質(zhì)）生產(chǎn)綠礬的一種方法：

已知：在H2S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，沉淀完全時(shí)的pH為5.5。

（1）操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是__；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(zhì)離子；②___。

（2）操作Ⅳ的順序依次為：___、冷卻結(jié)晶、___。

（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(zhì)；②___。

（4）測定綠礬產(chǎn)品中Fe2+含量的方法是：a．稱取2.850g綠礬產(chǎn)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0.0100molL-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4，溶液體積的平均值為20.00mL。（滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O）則上述樣品中FeSO47H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___。

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(fā)濃縮 過濾洗滌 降低洗滌過程中FeSO47H2O的損耗 97.54%

【解析】

根據(jù)流程圖可知，鐵屑加入稀硫酸溶解過濾得到不溶性雜質(zhì)，濾液用硫酸酸化后調(diào)節(jié)pH為2，使錫離子完全沉淀，此時(shí)Fe2+不沉淀，通入H2S至飽和除去操作I中含有的Sn2+等雜質(zhì)離子，H2S具有較強(qiáng)的還原性，能防止Fe2+被氧化，過濾可得濾渣Ⅱ?yàn)?/span>SnS，通過蒸發(fā)濃縮，洗滌得到結(jié)晶；

（1）根據(jù)已知條件可知，在H2S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH為2是為了除去雜質(zhì)Sn2+，通入H2S至飽和，H2S具有較強(qiáng)的還原性，能防止Fe2+被氧化；

（2）操作Ⅳ的目的是從濾液中析出綠礬，利用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、洗滌過濾可得晶體；

（3）操作Ⅳ得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌，可除去表面的雜質(zhì)，溫度降低，溶解度降低，可減少晶體的損失；

（4）根據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)終點(diǎn)發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。

（1）已知：在H2S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，沉淀完全時(shí)的pH為5.5，操作Ⅱ在溶液中通入硫化氫至飽和并用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2時(shí)使Sn2+完全沉淀，而亞鐵離子不沉淀，通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強(qiáng)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(jìn)行加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶析出后過濾洗滌等，所以操作IV的順序依次為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌；

（3）冰水溫度低，物質(zhì)溶解度減小，可以洗去沉淀表面的雜質(zhì)離子，避免綠礬溶解帶來的損失；

（4）a．稱取2.8500g綠礬產(chǎn)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0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL；依據(jù)反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算：

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

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n（Fe2+） 0.01000mol/L×0.0200L

計(jì)算得到；n（Fe2+）=0.001mol；則250mL溶液中含Fe2+=0.001mol×=0.01mol；FeSO47H2O物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量=0.01mol×278g/mol=2.78g；質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=97.54%。