Question

某氧化铁样品中含有少量的FeSO 4 杂质。某同学要测定其中铁元素的质量分数，他设计了如下方案进行测定，

某氧化铁样品中含有少量的FeSO 4 杂质。某同学要测定其中铁元素的质量分数，他设计了如下方案进行测定，操作流程为： 请根据流程回答：（1）操作I中配制溶液时，所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管以外，还必须有 (填仪器名称）。（2）操作II中必须用到的仪器是 。 A．50mL量筒 B．100mL量筒 C．50mL酸式滴定管 D．50mL碱式滴定管 （3）反应①中，加入足量H 2 O 2 溶液反应的离子方程式 。（4）检验沉淀中SO 4 2 － 是否冼涤干净的操作 。（5）将沉淀物加热，冷却至室温，用天平称量坩埚与加热后固体的总质量为b lg ，再次加热并冷却至室温称量其质量为b 2 g，若b 1 —b 2 =0.3，还应进行的操作是 。（6）若坩埚的质量为42.6g，最终坩埚与加热后同体的总质量为44.8g，则样品中铁元素的质量分数= (保留一位小数）。（7）另一同学认为上述方案的实验步骤太繁琐，他认为，只要将样品溶于水后充分搅拌，加热蒸干灼烧称量即可，请你评价他的这个方案是否可行？ 。（填“可行”或“不可行”）

Answer 1

（16分）（1）500mL容量瓶（2分）    （2）C（2分）　　 （3）2Fe 2+ +H 2 O 2 +2H + =2Fe 3+ +2H 2 O（3分） （4）取少量最后一次洗涤液于试管中，加入Ba(NO 3 ) 2 （或BaCl 2 ）溶液，若无白色沉淀，则沉淀洗净（2分） （5）继续加热，冷却至室温、称量，直至两次连续称量质量差不0.1g（2分） （6）55.0%（3分）   （7）不可行（2分）

试题分析：（1）根据配制一定物质的量浓度溶液的方法可知，配制500.00mL溶液先后需要烧杯、量筒、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管等仪器；（2）量筒的精确度一般为0.1mL，滴定管的精确度一般为0.01mL，Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 (过量)=Fe 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O，硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸的混合溶液显酸性，量取50.00mL酸性溶液应该选择50mL酸式滴定管，故只有C正确；（3）双氧水是常用绿色氧化剂，其目的是将硫酸亚铁氧化为硫酸铁，根据化合价升降总数、电荷总数、原子个数守恒可知：2Fe 2+ +H 2 O 2 +2H + =2Fe 3+ +2H 2 O；（4）H + +NH 3 ?H 2 O= H 2 O +NH 4 + 、Fe 3+ +3NH 3 ?H 2 O=Fe(OH) 3 ↓+3NH 4 + ，Fe(OH) 3 沉淀表面吸附着可溶性的硫酸铵、氨水，由于SO 4 2― +Ba 2+ =BaSO 4 ↓，因此常用可溶性钡盐溶液检验SO 4 2― 是否洗涤干净；（5）2Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 +3H 2 O，若b 1 、b 2 几乎相等，说明Fe(OH) 3 沉淀几乎完全分解为Fe 2 O 3 固体，若b 1 —b 2 =0.3，说明Fe(OH) 3 沉淀没有彻底分解，因此需要对盛有Fe(OH) 3 沉淀的坩埚进行多次加热、在干燥器中冷却、称量并记录质量，直至称量质量几乎相等；（6）先求氧化铁的质量，m(Fe 2 O 3 )=44.8g—42.6g=2.2g；再求铁元素的质量，Fe 2 O 3 =2Fe+3O，则m(Fe)= m(Fe 2 O 3 )×112/160=（44.8g—42.6g）×112/160；根据铁元素质量守恒可知，50.00mL待测液中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160，则500.00mL待测液中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL；根据铁元素质量守恒可知，28.0g样品中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL；最后求样品中铁元素的质量分数，w(Fe)=" m(Fe)/" m(样品)×100%=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL÷28.0g×100%=55.0%；（7）样品中Fe 2 O 3 难溶于水，FeSO 4 易溶于水，加热能促进FeSO 4 水解生成Fe(OH) 2 、H 2 SO 4 ，Fe(OH) 2 易被氧化为Fe(OH) 3 ，H 2 SO 4 难挥发，Fe(OH) 3 与H 2 SO 4 易发生中和反应生成Fe 2 (SO 4 ) 3 、H 2 O，蒸干灼烧不能使Fe 2 (SO 4 ) 3 溶液分解为Fe 2 O 3 ，故该方案不可行。