Question

I．鐵是人體必須的微量元素，綠礬（FeSO₄·7H₂O）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成份。
（1）FeSO₄溶液在空氣中會因氧化變質產生紅褐色沉淀，其發生反應的離子方程式是          ；實驗室在配制FeSO₄溶液時常加入     以防止其被氧化，請你設計一個實驗證明FeSO₄溶液是否被氧化             。
（2）測定綠礬樣品含量的實驗步驟：
a. 稱取5.7g樣品，溶解，配成250mL溶液
b.量取25mL待測溶液于錐形瓶中
c.用硫酸酸化的0.01mol/L KMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積為40mL
根據以上步驟回答下列問題：
①用硫酸酸化的KMnO₄滴定終點的標志是          。
②計算上述產品中FeSO₄·7H₂O的質量分數為          。
II．硫酸亞鐵銨（NH₄）₂Fe（SO₄）₂·6H₂O]較硫酸亞鐵不易被氧氣氧化，常用于代替硫酸亞鐵。
（3）硫酸亞鐵銨不易被氧化的原因          。
（4）為檢驗分解產物的成份，設計如下實驗裝置進行實驗，加熱A中硫酸亞鐵銨至分解完全。

①A中固體充分加熱較長時間后，通入氮氣，目的是          。
②裝置B中BaC1₂溶液的作用是為了檢驗分解產物中是否有SO₃氣體生成，若含有該氣體，觀察到的觀象為          。
③實驗中，觀察到C中有白色沉淀生成，則C中發生的反應為          （用離子方程式表示）

Answer 1

（16分）I.（1）12Fe^2＋＋3O₂＋6H₂O＝4Fe(OH)₃↓＋8Fe^3＋(其它合理答案也給分)（2分）；
鐵粉（1分）；取少量FeSO₄溶液置于試管中，加數滴KSCN溶液，如果溶液變紅，則說明FeSO₄溶液已被氧化，如不變紅，則說明FeSO₄溶液沒有被氧化。（2分）
（2）①當最后一滴酸性高錳酸鉀溶液滴入錐形瓶恰好出現淺紫紅色，半分鐘內不褪色，說明達到終點。（2分） ②97.54%（3分）
Ⅱ.（3）硫酸亞鐵銨溶液中NH₄^＋水解增大c(H^＋)，抑制了上述氧化還原反應的進行。（2分）
（4）①使分解產生的氣體在B和C中被吸收充分（1分）②溶液變混濁或出現白色沉淀（1分）
③SO₂＋H₂O₂＋Ba^2＋＝BaSO₄↓＋2H^＋或SO₂＋H₂O₂＝SO₄^2－＋2H^＋、SO₄^2－＋Ba^2＋＝BaSO₄↓（2分）

試題分析： I.（1）亞鐵離子具有還原性，極易被氧化生成鐵離子，進而生成氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式是12Fe^2＋＋3O₂＋6H₂O＝4Fe(OH)₃↓＋8Fe^3＋；由于亞鐵離子極易被氧化生成鐵離子，所以實驗室在配制FeSO₄溶液時常加入鐵粉以防止其被氧化；亞鐵離子易被氧化生成鐵離子，可以通過檢驗鐵離子來檢驗硫酸亞鐵是否被氧化，即取少量FeSO₄溶液置于試管中，加數滴KSCN溶液，如果溶液變紅，則說明FeSO₄溶液已被氧化，如不變紅，則說明FeSO₄溶液沒有被氧化。
（2）①由于酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，所以用硫酸酸化的KMnO₄滴定終點的標志是當最后一滴酸性高錳酸鉀溶液滴入錐形瓶恰好出現淺紫紅色，半分鐘內不褪色，說明達到終點。
②消耗高錳酸鉀的物質的量是0.01mol/L×0.04L＝0.0004mol。反應中錳元素的化合價從＋7價降低到＋2價，得到5個電子，鐵元素的化合價從＋2價升高到＋3價，失去1個電子，所以根據電子的得失守恒可知，25ml溶液中硫酸亞鐵的物質的量是0.0004mol ×5＝0.002mol。所以產品中FeSO₄·7H₂O的質量分數為×100%＝97.54%。
Ⅱ.（3）由于硫酸亞鐵銨在溶液中電離出的NH₄^＋水解，溶液顯酸性增大c(H^＋)，抑制了上述氧化還原反應的進行，所以硫酸亞鐵銨不易被氧化。
（4）①由于硫酸亞鐵銨加熱分解生成氣體被裝置B和C吸收，所以通入氮氣的目的是使分解產生的氣體在B和C中被吸收充分。
②三氧化硫溶于水生成硫酸，進而生成硫酸鋇白色沉淀。所以若含有該氣體，觀察到的觀象為溶液變混濁或出現白色沉淀。
③雙氧水具有強氧化性，如果C中有白色沉淀生成，這說明反應中有SO₂生成，SO₂被雙氧水氧化生成硫酸，進而生成硫酸鋇白色沉淀，所以C中發生的反應為SO₂＋H₂O₂＋Ba^2＋＝BaSO₄↓＋2H^＋或SO₂＋H₂O₂＝SO₄^2－＋2H^＋、SO₄^2－＋Ba^2＋＝BaSO₄↓。₄^2－檢驗；試劑的配制、滴定實驗終點判斷；物質含量的測定和計算；氧化還原反應方程式的書寫等