Question

【題目】某校學習小組的同學擬用工業廢鐵屑(主要成分為Fe，還含有少量FeS等)制備FeSO4·7H2O，并測定FeSO4·7H2O的純度。

I．制備實驗步驟如下：

①稱取一定量的廢鐵屑，用熱的碳酸鈉溶液浸泡，再用蒸餾水洗滌。

②將處理后的廢鐵屑放入錐形瓶中，加入適量3mol/L的硫酸，連接好裝置(如圖)后水浴加熱至反應完全。

③依據現象停止加熱，趁熱過濾，向濾液中補加少量硫酸。

④將濾液冷卻、結晶、過濾、洗滌。

回答下列問題

（1）步驟①用熱的碳酸鈉溶液浸泡的目的是____ 。

（2）步驟②中需控制硫酸的用量，使鐵粉過量，其目的是_____________。

（3）裝置C的作用是_____________，其中有關反應的離子方程式為_____________。

（4）步驟④中洗滌時所用的洗滌劑最好是_____________。

A．稀硝酸 B．無水乙醇 C．苯

II．測定產品的純度：

稱取m g產品，放入錐形瓶中，用經煮沸過且冷卻的蒸餾水和稀硫酸溶解，然后用c mol/L的KMnO4標準溶液滴定，消耗VmL KMnO4標準溶液。滴定過程中選用___（填“酸式”或“堿式”）滴定管，發生反應的離子方程式為________；產品的純度為_________(列出計算表達式即可)。

Answer 1

【答案】除去廢鐵屑表面的油污 保證溶液中不含Fe3+ 除去H2S H2S+Cu2+ ＝CuS↓+2H+ B 酸式 MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O ％

【解析】

（1）步驟①用熱的碳酸鈉溶液浸泡的目的是除去廢鐵屑表面的油污。

（2）Fe2＋易被空氣中的氧氣氧化為Fe3＋，步驟②中需控制硫酸的用量，使鐵粉過量，其目的是保證溶液中不含Fe3+ 。

（3）廢鐵屑中FeS與稀硫酸反應生成有毒的H2S，C裝置中盛裝的硫酸銅溶液吸收有毒的H2S氣體，防止污染環境，其中有關反應的離子方程式為H2S+Cu2＋＝CuS↓+2H＋。

（4）因FeSO4·7H2O易溶于水，步驟④中洗滌時所用的洗滌劑最好是無水乙醇。故選B。

II．KMnO4標準溶液具有強氧化性，滴定過程中選用酸式滴定管，用KMnO4標準溶液滴定FeSO4溶液，溶液中Fe2＋氧化為Fe3＋，還原產物為Mn2＋，發生反應的離子方程式為MnO4－+5Fe2＋+8H＋=Mn2＋+5Fe3＋+4H2O；

滴定時消耗VmLcmol·L－1KMnO4標準溶液，KMnO4的物質的量為Vc×10-3mol，則FeSO4的物質的量為5Vc×10-3mol，產品的純度為5Vc×10-3mol×278g·mol－1/m×100%=％。