Question

【題目】某研究學(xué)習(xí)小組要制備一種在水中溶解度很小的黃色化合物[Fex(C2O4)y·zH2O]，并用滴定法測(cè)定其組成。已知H2C2O4在溫度高于90℃時(shí)易發(fā)生分解。實(shí)驗(yàn)操作如下：

步驟一：將圖甲分液漏斗中的草酸溶液滴入錐形瓶?jī)?nèi)，可生成黃色沉淀；

步嶸二：稱取黃色產(chǎn)物0.841g于錐形瓶中，加入足量的硫酸并水浴加熱至70~85℃。待固體全部溶解后，用膠頭滴管吸岀一滴溶液點(diǎn)在點(diǎn)滴板上，用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)，無(wú)藍(lán)色沉淀產(chǎn)生；

步驟三：用0.080mol/ LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定步驟二所得的溶液；

步驟四：向步驟三滴定后的溶液中加足量的Zn粉和硫酸溶液，幾分鐘后用膠頭滴管吸岀一滴點(diǎn)在點(diǎn)滴板上，用KSCN溶浟檢驗(yàn)，若不顯紅色，過(guò)濾除去Zn粉，并用稀硫酸洗滌Zn粉，將洗滌液與濾液合并，用0.0800mol/ L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定，用去髙錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液10.00mL。

(1)步驟一中將沉淀從反應(yīng)混合物中分離出來(lái)的操作名稱是__________________。

(2)步驟二中水浴加熱并控制溫度70~85℃的理由是__________________，加鐵氰化鉀溶液無(wú)藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，此操作的目的是__________________。

(3)步驟三盛裝KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管在滴定前后的液如圖乙所示，則消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液的體積為__________________，該滴定管為_________滴定管(填“酸式”或“堿式”)

(4)步驟四中滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________。若不合并洗滌液，則消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液的體積將_________(填“增大”“減小”或“不變”)。由以上數(shù)據(jù)計(jì)算黃色化合物的化學(xué)式為__________________。

Answer 1

【答案】過(guò)濾 加快固體溶解，同時(shí)防止草酸分解 鐵氰化鉀檢驗(yàn)Fe2+的存在，防止Fe2+干擾草酸的測(cè)定 25.00mL 酸式 MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O 減小 Fe4(C2O4)5·10H2O

【解析】

步驟一草酸和(NH4)2Fe (SO4)2反應(yīng)生成黃色固體[Fex(C2O4)y·zH2O]，步驟二加硫酸溶解后，檢驗(yàn)無(wú)二價(jià)鐵離子，則說(shuō)明含有Fe3+，步驟三用高錳酸鉀滴定草酸根離子，步驟四將Fe3+還原成Fe2+，再用高錳酸鉀滴定，確定鐵離子的含量，進(jìn)而進(jìn)一步分析計(jì)算。

(1)分離固體和液體的操作是過(guò)濾；

故答案為：過(guò)濾；

(2) 由于H2C2O4在溫度高于90℃時(shí)易發(fā)生分解，所以需要水浴加熱并控制溫度70~85℃，同時(shí)加快固體溶解。鐵氰化鉀檢驗(yàn)Fe2+的存在，防止Fe2+干擾草酸的測(cè)定；

故答案為：加快固體溶解，同時(shí)防止草酸分解；氰化鉀檢驗(yàn)Fe2+的存在，防止Fe2+干擾草酸的測(cè)定；

(3)從圖片中讀出，消耗高錳酸鉀的體積為：25.80mL-0.80mL=25.00mL；滴定液是高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，該溶液有強(qiáng)氧化性，只能選用酸式滴定管；

故答案為：25.00mL，酸式；

(4)步驟四是高錳酸鉀滴定Fe2+，離子方程式為：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；洗滌液中殘留少許Fe2+，若不合并洗滌液，則消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液的體積將減少；根據(jù)離子方程式：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，可知關(guān)系MnO4-——5Fe2+，其中n(MnO4-)=0.0800mol/L×0.01L=0.0008mol，即n(Fe2+)=0.0008mol×5=0.0040mol，則樣品中n(Fe)=0.0040mol。步驟三中，根據(jù)方程式：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O可得到轉(zhuǎn)化關(guān)系：2KMnO4——5H2C2O4，即n(H2C2O4)=n(KMnO4)=0.0800mol/L×0.025L×5/2=0.005mol，則樣品中含草酸根的物質(zhì)的量為0.005mol。根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，0.841g樣品中結(jié)晶水的物質(zhì)的量為（0.841g-0.0040×56g-0.005×88g）/18g/mol=0.01mol，則n(Fe)：n(C2O42-)：n(H2O)=4:5:10，故黃色物質(zhì)化學(xué)式為Fe4(C2O4)5·10H2O。

故答案為：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，減小，F(xiàn)e4(C2O4)5·10H2O。