Question

三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體(K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O)有很重要的用途。可用如下流程來制備。根據(jù)題意完成下列各題：

（1）要從溶液中得到綠礬，必須進行的實驗操作是                  。（按前后順序填）

a．過濾洗滌     b．蒸發(fā)濃縮     c．冷卻結(jié)晶    d．灼燒    e．干燥

某興趣小組為測定三草酸合鐵酸鉀晶體（K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O）中鐵元素含量，做了如下實驗：

步驟1：稱量5.000g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250ml溶液。

步驟2：取所配溶液25.00ml于錐形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳，同時，MnO₄^— 被還原成Mn²⁺。向反應(yīng)后的溶液中加入一定量鋅粉，加熱至黃色剛好消失，過濾，洗滌，將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中，此時，溶液仍里酸性。

步驟3：在酸性條件下，用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步驟二所得溶液至終點，共做三次實驗，平均消耗KMnO₄溶液20.00ml，滴定中MnO₄^—，被還原成Mn²⁺。

（2）步驟1中，配制三草酸合鐵酸鉀溶液需要使用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒以外還有                   ；

主要操作步驟依次是：稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、         、定容、搖勻。

（3）步驟2中，加入鋅粉的目的是                               。

（4）步驟3中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：                                        。

（5）步驟2中，若加入的KMnO₄的溶液的量不夠，則測得的鐵含量        。（選填“偏低”、“偏高”、“不變”）

（6）某同學(xué)將8.74 g無水三草酸合鐵酸鉀（K₃[Fe(C₂O₄)₃]）在一定條件下加熱分解，所得固體的質(zhì)量為5.42g，同時得到密度為1.647 g/L（已折合成標準狀況下）氣體（是物質(zhì)的量之比為4：5的混合氣體）。研究固體產(chǎn)物得知，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K₂CO₃。寫出該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式                                   。

 

Answer 1

【答案】

（1）bcae     （2）250ml容量瓶  洗滌       （3）還原Fe³⁺為Fe²⁺

（4）MnO₄^—+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+ 5Fe³⁺+4H₂O  

（5）偏高   （6）2K₃[Fe(C₂O₄)₃3K₂CO₃+Fe+FeO+4CO+5CO₂↑

【解析】

試題分析：（1）FeSO₄在水中的溶解度比較大，而且受溫度的影響變化較大，所以要從溶液中得到綠礬，必須進行的實驗操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥 。選項為b. c. a .e. （2） 配制成250ml無水三草酸合鐵酸鉀溶液要用250ml容量瓶，主要操作步驟依次是：稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻。（3）Fe²⁺不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化為Fe³⁺。為防止Fe³⁺的生成，在步驟2中，加入鋅粉。（4） KMnO₄與Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式是：MnO₄^—+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+ 5Fe³⁺+4H₂O。（5）步驟2中，若加入的KMnO₄的溶液的量不夠，三草酸合鐵酸鉀晶體中的草酸根離子偏少，則Fe²⁺的含量就偏高。即測得的鐵含量偏高。（6） 根據(jù)無水三草酸合鐵酸鉀（K₃[Fe(C₂O₄)₃]）的質(zhì)量8.74 g可計算其物質(zhì)的量n(K₃[Fe(C₂O₄)₃])= 8.74 g÷437g/mol=0.02mol,n(K₂CO₃)= (0.02mol×3) ÷2=0.03mol.m(K₂CO₃)= 0.03mol×138g/mol=4.14g.n(Fe)= n(K₃[Fe(C₂O₄)₃])=0.02mol。由于在所得固體中無Fe³⁺。所以Fe只能以Fe單質(zhì)及FeO的形式存在,假設(shè)Fe 、FeO的物質(zhì)的量分別為M、N。則n(Fe)+n(FeO)=0.02；56M+72N=5.42­4.14.解得M= 0.01，N=0.01。m(氣體)= 8.74 g-5.42g=3.32g,混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為：1.647 g/L×22.4L/mol=36.89g/mol.n(氣體)= 3.32g ÷36.89g/mol=0.09mol.根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知：氣體只可能是CO、CO₂的混合物。假設(shè)CO、CO₂的物質(zhì)的量分別為X、Y。則（28X+44Y）÷（X+Y）=36.89，解得X：Y=4：5。所以n(CO)=0.04mol；n(CO₂)=0.05mol.故 n(K₃[Fe(C₂O₄)₃]) ： n(K₂CO₃)： n(Fe)： n(FeO)： n(CO)： n(CO₂)=0.02：0.03：0.01：0.01：0.04：0.05=2：3：1：1：4： 5.所以Fe(C₂O₄)₃]分解的化學(xué)方程式為：K₃[Fe(C₂O₄)₃］ 3K₂CO₃+Fe+FeO+4CO+5CO₂↑

考點：考查從溶液中獲得晶體的方法、步驟準確配制一定體積一定濃度的溶液的步驟及滴定法測物質(zhì)組成等知識。