Question

【題目】在測定某鐵礦石中的含鐵量時，可準確稱取2.0g鐵礦石溶解在酸溶液里，然后把其中的Fe3+還原成Fe2+，制得100mL待測液，再取出10mL該待測液于錐形瓶中，然后用0.020mol·L－1的KMnO4標準溶液進行滴定，發(fā)生反應的離子方程式如下：Fe2++MnO4－+ 8H+ = 5Fe3++Mn2++4H2O ， 滴定結果平均消耗KMnO4溶液的體積剛好等于下圖中所示的消耗KMnO4溶液的體積，試回答下列問題：

（1）把待測液中的Fe3+還原成Fe2+，應選用下列試劑____________, 充分反應再進行過濾洗滌，將洗滌液并入待測液中。

A.氯水 B. H2O2 C. Fe屑 D. Cu

（2）滴定開始和結束時，滴定管中的液面如圖所示，則終點讀數(shù)為______________mL

滴定過程中，用左手控制滴定管活塞，邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應注視______________________________，直至滴定終點。判斷到達終點的現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________

（3）下列操作會使測得樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)偏高的是__________

A.滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入高錳酸鉀標準溶液進行滴定。

B.錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，就加入待測液進行滴定。

C.記錄測定結果時，滴定前仰視液凹面最低處，滴定到達終點時又俯視讀數(shù)。

（4）如果礦石是用鹽酸溶解配制成待測液，則測定的結果礦石中含鐵量______________（填偏高、偏低、無影響），原因是_________________________________________

（5）礦石中含鐵的質(zhì)量分數(shù)為 _________________ （已知鐵的原子量為56）

Answer 1

【答案】D 17.20 錐形瓶中溶液的顏色變化 加入最后一滴KMnO4標準溶液時，錐形瓶中溶液的顏色由淺綠色變?yōu)闇\紫色，且保持半分鐘內(nèi)不褪色 A 偏高 KMnO4氧化Cl－,消耗KMnO4的量增多 48.2%

【解析】

（1）把待測液中的Fe3+還原成Fe2+時，不能增加溶液中鐵元素的量，否則測定結果會偏高；

（2）由示意圖可知，起始讀數(shù)為0.00mL，終點讀數(shù)為17.20mL；滴定過程中，用左手控制滴定管活塞，邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛注視錐形瓶中溶液的顏色變化； KMnO4溶液為紫色，反應中MnO4-轉變成Mn2+， Fe2+轉變成Fe3+，反應到達終點時溶液由淺綠色變?yōu)樽仙��?/span>

（3）根據(jù)c（待測）=c(標準)×V(標準)/V(待測)分析不當操作對V（標準）×的影響，以此判斷濃度的誤差；

（4）高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能與鹽酸發(fā)生氧化還原反應生成氯氣；

（5）根據(jù)關系式5Fe2+～5Fe2+～MnO4-計算Fe的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算其質(zhì)量，進而計算質(zhì)量分數(shù)。

（1）把待測液中的Fe3+還原成Fe2+時，不能增加溶液中鐵元素的量，否則測定結果會偏高，因此加入的還原劑不能是Fe屑，只能是Cu，故答案為：Cu；

（2）由示意圖可知，起始讀數(shù)為0.00mL，終點讀數(shù)為17.20mL；滴定過程中，用左手控制滴定管活塞，邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛注視錐形瓶中溶液的顏色變化； KMnO4溶液為紫色，反應中MnO4-轉變成Mn2+， Fe2+轉變成Fe3+，反應到達終點時溶液由淺綠色變?yōu)樽仙�，則終點的現(xiàn)象是加入最后一滴KMnO4標準溶液時，錐形瓶中溶液的顏色由淺綠色變?yōu)闇\紫色，且保持半分鐘內(nèi)不褪色，故答案為：17.20；錐形瓶中溶液的顏色變化；加入最后一滴KMnO4標準溶液時，錐形瓶中溶液的顏色由淺綠色變?yōu)闇\紫色，且保持半分鐘內(nèi)不褪色；

（3）A、酸式滴定管未用KMnO4標準溶液潤洗就直接注入KMnO4標準溶液，標準液的濃度偏小，造成V（標準）偏大，所測結果偏高，正確；

B、滴定前盛放待測液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后，水未倒盡，就加入待測液，待測液的物質(zhì)的量不變，對V（標準）無影響，對測定結果無影響，錯誤；

C、記錄測定結果時，滴定前仰視液凹面最低處，滴定到達終點時又俯視讀數(shù)，造成V（標準）偏小，所測結果偏低，錯誤；

故選A，故答案為：A；

（4）高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能與鹽酸發(fā)生氧化還原反應生成氯氣，如果礦石是用鹽酸溶解配制成待測液，消耗KMnO4標準溶液的體積偏大，所測結果偏高，故答案為：KMnO4氧化Cl－,消耗KMnO4的量增多；

（5）酸性高錳酸鉀溶液氧化Fe2+的離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O，由方程式可得10mL待測液中n(Fe2+)=5×n(MnO4-)=5×0.020mol·L－1×17.20×10-3L=1.72×10-3 mol, 100mL待測液中鐵元素的質(zhì)量m(Fe)= 1.72×10-3 mol×10×56g/mol=0.9632g，則礦石中含鐵的質(zhì)量分數(shù)為0.9632g/2×100%≈48.2%，故答案為：48.2%。