Question

18．鐵紅中含有少量氧化亞鐵．測定其中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)設(shè)計流程如下．

根據(jù)上面流程，回答下列問題
（1）加鹽酸后溶液中鐵元素的存在形態(tài)為Fe²⁺、Fe³⁺（寫離子符號），若要檢驗其中的低價陽離子，某學(xué)生選擇了酸性高錳酸鉀，請你幫助該同學(xué)完成下列反應(yīng)：
1MnO${\;}_{4}^{-}$+5  Fe²⁺+8H⁺=1  Mn²⁺+5 Fe³⁺+4H₂O
（2）操作Ⅰ所用到的玻璃儀器除燒杯、膠頭滴管外還必須有玻璃棒、250mL容量瓶（填儀器名稱）．
（3）請寫出加入溴水時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Fe ²⁺+Br₂=2Fe ³⁺+2Br^-
（4）紅棕色固體為氧化鐵（填名稱）
（5）若蒸發(fā)皿的質(zhì)量是a₁g，蒸發(fā)皿與灼燒后固體的總質(zhì)量是a₂g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)是$\frac{7（{a}_{2}-{a}_{1}）}{a}$×100%．

Answer 1

分析 氧化鐵樣品中含有少量的雜質(zhì)氧化亞鐵，加入過量稀鹽酸和水溶解反應(yīng)得到氯化鐵和氯化亞鐵混合溶液，配制250.00ml溶液，用滴定管量取25.00ml溶液加入溴水氧化亞鐵離子，加入過量氨水沉淀鐵離子，過濾洗滌得到氫氧化鐵沉淀，灼燒得到紅棕色固體為氧化鐵，
（1）氧化鐵中含有氧化亞鐵，加入過量稀鹽酸反應(yīng)得到氯化鐵和氯化亞鐵，根據(jù)電荷守恒和元素守恒配平離子方程式；
（2）操作Ⅰ為配制一定體積的溶液，根據(jù)配制一定體積的溶液所用到的玻璃儀器是燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、250 mL容量瓶，據(jù)此答題；
（3）溴水與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成鐵離子和溴離子；
（4）根據(jù)上面的分析可知紅棕色固體的名稱；
（5）若蒸發(fā)皿的質(zhì)量是a₁g，蒸發(fā)皿與灼燒后固體的總質(zhì)量是a₂g，則氧化鐵的質(zhì)量為a₂g-a₁g，所以鐵元素的質(zhì)量為$\frac{112}{160}$×（a₂g-a₁g），據(jù)此計算樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)；

解答 解：（1）氧化鐵中含有氧化亞鐵，加入過量稀鹽酸反應(yīng)得到氯化鐵和氯化亞鐵，所以溶液中鐵元素的存在形態(tài)為Fe²⁺、Fe³⁺，在離子反應(yīng)中錳從+7價降為+2價，鐵從+2價升為+3價，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可寫出離子方程式為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺；1、5、8H⁺、1、5、4H₂O；
（2）操作Ⅰ為配制一定體積的溶液，根據(jù)配制一定體積的溶液所用到的玻璃儀器是燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、250 mL容量瓶，
故答案為：玻璃棒、250 mL容量瓶；
（3）溴水與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成鐵離子和溴離子，反應(yīng)離子方程式為2Fe ²⁺+Br₂=2Fe ³⁺+2Br^-，
故答案為：2Fe ²⁺+Br₂=2Fe ³⁺+2Br^-；
（4）根據(jù)上面的分析可知紅棕色固體為氧化鐵，
故答案為：氧化鐵；
（5）若蒸發(fā)皿的質(zhì)量是a₁g，蒸發(fā)皿與灼燒后固體的總質(zhì)量是a₂g，則氧化鐵的質(zhì)量為a₂g-a₁g，所以ag樣品中鐵元素的質(zhì)量為$\frac{112}{160}$×（a₂g-a₁g）×$\frac{250}{25}$，所以樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{\frac{112}{160}×（a{\;}_{2}g-a{\;}_{1}g）×\frac{250}{25}}{ag}$×100%=$\frac{7（{a}_{2}-{a}_{1}）}{a}$×100%，
故答案為：$\frac{7（{a}_{2}-{a}_{1}）}{a}$×100%．

點評 本題考查溶液配制、離子方程式的配平、對實驗操作的理解與實驗方案的評價、化學(xué)計算等，難度中等，清楚測定原理是解題的關(guān)鍵，是對所學(xué)知識的綜合運用，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)與運用知識分析解決問題的能力．