Question

【題目】某同學將鐵鋁合金樣品溶解后取樣25.00 mL，分離并測定Fe3＋的濃度，實驗方案設計如下：

已知：乙醚[(C2H5)2O]是一種易揮發、易燃、有麻醉性的有機化合物，沸點為34.5 ℃，微溶于水。在較高的鹽酸濃度下，Fe3＋與HCl、乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]而溶于乙醚；當鹽酸濃度降低時，該化合物解離。

請回答：

（1）操作A的名稱是____________。

（2）經操作A后，為判斷Fe3＋是否有殘留，請設計實驗方案___________。

（3）滴定前，加入的適量溶液B是________。

A．H2SO3H3PO4 B．H2SO4H3PO4 C．HNO3H3PO4 D．HIH3PO4

（4）滴定達到終點時，消耗0.100 0 mol·L－1 K2Cr2O7溶液6.00 mL。根據該實驗數據，試樣X中c(Fe3＋)為________。

（5）上述測定結果存在一定的誤差，為提高該滴定結果的精密度和準確度，可采取的措施是________。

A．稀釋被測試樣 B．減少被測試樣取量

C．增加平行測定次數 D．降低滴定劑濃度

Answer 1

【答案】 分液 從溶液Ⅱ中取樣，滴加KSCN溶液，顯血紅色說明殘留Fe3＋，顯無色說明無殘留 B 0.576 mol·L－1 CD

【解析】含Fe3+、Al3+試樣X溶液25mL，加入適量濃鹽酸和乙醚，在較高的鹽酸濃度下，Fe3+與HCl、乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]而溶于乙醚，乙醚微溶于水，分層后通過分液分離得到溶液Ⅱ為Al3+的溶液，和溶液Ⅰ是乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]的溶液，當鹽酸濃度降低時，該化合物解離，加入水解離后，通過蒸餾法除去乙醚，得到含鐵離子的水溶液，定容至100mL，取25.00mL溶液，滴入適量還原劑得到Fe2+離子的溶液，加入指示劑，滴定前，加入的適量溶液B為非氧化性離子和還原性的酸，用重鉻酸鉀溶液滴定至終點，據此解答。

（1）根據以上分析可知操作A是利用在較高的鹽酸濃度下，Fe3+與HCl、乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]而溶于乙醚，乙醚微溶于水，分層后通過分液分離得到溶液Ⅱ為Al3+的溶液，和溶液Ⅰ是乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]的溶液，操作A的名稱為分液；

（2）依據鐵離子遇到KSCN溶液變紅色設計實驗檢驗鐵離子的存在，即從溶液Ⅱ中取樣，滴加KSCN溶液，顯血紅色說明殘留Fe3＋，顯無色說明無殘留；

（3）滴定需要的酸性環境，所需酸不能具有還原性、氧化性，不能被氧化劑氧化，也不能被亞鐵離子還原，則

A．H2SO3-H3PO4中亞硫酸具有還原性，也會被氧化劑氧化，消耗標準溶液增大，產生誤差，A錯誤；

B．H2SO4-H3PO4中酸為非氧化性酸，可以提供酸性環境且不影響測定反應，B正確；

C．HNO3-H3PO4中硝酸具有強氧化性，可以氧化亞鐵離子，導致滴入氧化劑標準溶液減少，產生誤差，C錯誤；

D．HI-H3PO4中HI酸是還原性酸，也可以消耗滴入的氧化劑，消耗標準溶液增大，產生誤差，D錯誤；

答案為B；

（4）依據離子反應定量關系計算，定達到終點時，消耗0.1000 molL-1K2Cr2O7溶液6.00mL，物質的量=0.1000mol/L×0.00600L=0.00060mol。反應為

Cr2O72-+6Fe2++H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

1 6

0.00060mol 0.00360mol

c=0.00360mol÷0.0250L=0.144mol/L

則試樣X中c（Fe3+）=0.144mol/L×100/25=0.576mol/L；

（5）上述測定結果存在一定的誤差，為提高該滴定結果的精密度和準確度，可以重復幾次實驗，數值取平均值，減少誤差，滴定溶液濃度越小，測定結果越準確。則

A．稀釋被測試樣，濃度減小，測定誤差會增大，A錯誤；

B．減少被測試樣取量，和滴定結果的精密度和準確度無關，B錯誤；

C．增加平行測定次數，減少測定帶來的誤差，可以提高準確度，C正確；

D．降低滴定劑濃度，反應終點判斷更準確．滴定結果的精密度高，D正確；

答案為CD。