Question

20．Ⅰ．Fe³⁺具有氧化性，實驗室測定含碘廢液中I^-的含量的過程如下：量取25.00mL廢液于250mL錐形瓶中，分別加入5mL 2mol•L^-1 H₂SO₄和10mL 20% Fe₂（SO₄）₃溶液，搖勻．小火加熱蒸發(fā)至碘完全升華，取下錐形瓶冷卻后，加入幾滴二苯胺磺酸鈉（用作指示劑），用0.02500mol•L^-1標準K₂Cr₂O₇溶液進行滴定到終點．重復3次，數(shù)據(jù)記錄如表：

次數(shù)	1	2	3
滴定體積/mL	19.98	20.02	19.00

（1）在盛有廢液的錐形瓶中先加入5mL 2mol•L^-1 H₂SO₄的目的是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入H₂SO₄平衡逆向移動，抑制Fe³⁺水解．（用離子方程式和語言敘述解釋）
（2）上述過程中涉及的反應：①2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂②6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．
（3）根據(jù)滴定有關數(shù)據(jù)，該廢液中I^-含量是15.24g•L^-1．
（4）在滴定過程中，下列操作（其他操作正確）會造成測定結果偏低的是A．
A．終點讀數(shù)時俯視讀數(shù)，滴定前平視讀數(shù)
B．錐形瓶水洗衣后未干燥
C．滴定管未用標準K₂Cr₂O₇溶液潤洗
D．盛標準K₂Cr₂O₇溶液的滴定管，滴定前有氣泡，滴定后無氣泡．
Ⅱ．Fe³⁺和Ag⁺的氧化性相對強弱一直是實驗探究的熱點．某學習小組同學設計如下實驗：

實驗編號	實驗操作	現(xiàn)象
1	向10mL 3mol/L KNO3酸性溶液（pH=1）中插入一根潔凈的Ag絲，并滴加NaCl溶液	無白色沉淀生成
2	向10mL 1mol/L AgNO3溶液中滴加2mL 0.1mol/L FeSO4溶液，振蕩，再滴加酸性KMnO4溶液	紫紅色不褪去
3	向10mL 1mol/L Fe（NO3）3酸性溶液（pH=1）中插入一根潔凈的Ag絲，并滴加NaCl溶液	有白色沉淀生成

請回答：
（5）設計實驗①的目的是排除NO₃^-的干擾．
（6）實驗③可得出結論是Fe³⁺能氧化Ag．
（7）寫出實驗②中反應的離子方程式Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag．
（8）根據(jù)以上實驗，F(xiàn)e³⁺和Ag⁺的氧化性相對強弱與離子濃度有關．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）量取25.00mL廢液于250mL錐形瓶中，分別加入5mL 2mol•L^-1 H₂SO₄和10mL 20% Fe₂（SO₄）₃溶液，鐵離子氧化碘離子為單質碘，硫酸抑制鐵離子的水解；
（2）取下錐形瓶冷卻后，加入幾滴二苯胺磺酸鈉（用作指示劑），用0.02500mol•L^-1標準K₂Cr₂O₇溶液進行滴定到終點．重鉻酸鉀在酸性溶液中氧化亞鐵離子為鐵離子；
（3）依據(jù)氧化還原反應定量關系計算，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，6I^-～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-；3次測定溶液體積第3次誤差大舍去；
（4）依據(jù)滴定過程分析，誤差主要是標準溶液體積變化引起，c（待測）=$\frac{c（標準）V（標準）}{V（待測）}$；
Ⅱ．（5）利用實驗①驗證硝酸根離子在酸性溶液中和銀不發(fā)生反應；
（6）有白色沉淀生成，生成是氯化鈉和硝酸銀生成的氯化銀白色沉淀，證明鐵離子氧化銀單質生成銀離子；
（7）向10mL 1mol/L AgNO₃溶液中滴加2mL 0.1mol/L FeSO₄溶液，振蕩，再滴加酸性KMnO₄溶液，紫紅色不褪去說明溶液中無亞鐵離子，說明亞鐵離子和銀離子發(fā)生反應生成鐵離子和銀；
（8）根據(jù)以上實驗，F(xiàn)e³⁺和Ag⁺的氧化性相對強弱與離子濃度有關．

解答 解：Ⅰ．（1）在盛有廢液的錐形瓶中先加入5mL 2mol•L^-1 H₂SO₄的目的是：溶液中鐵離子水解溶液顯酸性，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入H₂SO₄平衡逆向移動，抑制Fe³⁺水解，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入H₂SO₄平衡逆向移動，抑制Fe³⁺水解；
（2）取下錐形瓶冷卻后，加入幾滴二苯胺磺酸鈉（用作指示劑），用0.02500mol•L^-1標準K₂Cr₂O₇溶液進行滴定到終點．重鉻酸鉀在酸性溶液中氧化亞鐵離子為鐵離子，上述過程中涉及的反應：①2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂ ，②6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
（3）依據(jù)氧化還原反應定量關系計算，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，6I^-～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-；3次測定溶液體積第3次誤差大舍去與，消耗溶液體積為V=$\frac{19.98+20.02}{2}$ml=20.00ml，
     6I^-～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-，
     6           1
     n        0.02500mol•L^-1×0.0200L
n=0.003mol，
該廢液中I^-含量=$\frac{0.03mol×127g/mol}{0.025L}$=15.24g/L，
故答案為：15.24；
（4）依據(jù)滴定過程分析，誤差主要是標準溶液體積變化引起，c（待測）=$\frac{c（標準）V（標準）}{V（待測）}$，
A．終點讀數(shù)時俯視讀數(shù)，滴定前平視讀數(shù)，讀取的標準溶液體積減小，測定結果偏低，故A正確；
B．錐形瓶水洗后未干燥，對待測液的溶質無影響，故B錯誤；
C．滴定管未用標準K₂Cr₂O₇溶液潤洗，消耗標準溶液體積增大，測定結果偏高，故C錯誤；
D．盛標準K₂Cr₂O₇溶液的滴定管，滴定前有氣泡，滴定后無氣泡．讀取標準溶液體積增大，測定結果偏高，故D錯誤；
故答案為：A；
Ⅱ．（5）利用實驗①驗證硝酸根離子在酸性溶液中和銀不發(fā)生反應，設計實驗①的目的是排除NO₃^-的干擾，
故答案為：排除NO₃^-的干擾；
（6）向10mL 1mol/L Fe（NO₃）₃酸性溶液（pH=1）中插入一根潔凈的Ag絲，并滴加NaCl溶液，有白色沉淀生成，生成是氯化鈉和硝酸銀生成的氯化銀白色沉淀，證明鐵離子氧化銀單質生成銀離子，說明Fe³⁺能氧化Ag，
故答案為：Fe³⁺能氧化Ag；
（7）向10mL 1mol/L AgNO₃溶液中滴加2mL 0.1mol/L FeSO₄溶液，振蕩，再滴加酸性KMnO₄溶液，紫紅色不褪去說明溶液中無亞鐵離子，說明亞鐵離子和銀離子發(fā)生反應生成鐵離子和銀，反應的離子方程式為：Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag，
故答案為：Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag；
（8）根據(jù)以上實驗，F(xiàn)e³⁺和Ag⁺的氧化性相對強弱與離子濃度有關，
故答案為：濃度．

點評 本題考查了物質組成和成分的實驗探究方法和過程分析判斷，主要是物質性質和反應現(xiàn)象的理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．