Question

1．三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O可用于攝影和藍(lán)色印刷．某課外化學(xué)興趣小組為測(cè)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(shí)驗(yàn)：
步驟一：稱(chēng)量5.000g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250ml溶液．
步驟二：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(shí)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(guò)濾，洗滌，將過(guò)濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中，此時(shí)，溶液仍呈酸性．
步驟三：用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步驟二所得溶液至終點(diǎn)，消耗KMnO₄溶液V₁ml，MnO₄^-被還
原成Mn²⁺．
重復(fù)步驟二、步驟三操作，滴定消耗0.010mol/L KMnO₄溶液V₂ml；
（1）為進(jìn)一步測(cè)定鐵元素的含量，加入鋅粉的 目的是將還原Fe³⁺為Fe²⁺．
（2）實(shí)驗(yàn)步驟二中加KMnO₄溶液的離子方程式為 11.12%2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．若加入的KMnO₄的溶液的量不夠，則測(cè)得的鐵含量偏高偏高．（選填“偏低”“偏高”“不變”）
（3）某同學(xué)將8.74g無(wú)水三草酸合鐵酸鉀（K₃[Fe（C₂O₄）₃]（M=437g/mol）在一定條件下加熱分解，所得固體的質(zhì)量為5.42g；同時(shí)得到含兩種成分的氣體混合物，將生成的混合氣體通過(guò)堿石灰增重2.2g．研究固體產(chǎn)物得知，鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，而鹽只有K₂CO₃（K元素只存在于鹽中）．通過(guò)必要的計(jì)算，寫(xiě)出該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式．

Answer 1

分析 （1）鋅粉能與Fe³⁺反應(yīng)，加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺；
（2）草酸與酸性的高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成二氧化碳、錳離子和水；加入的KMnO₄的溶液的量不足，導(dǎo)致草酸根有剩余，再滴定亞鐵離子時(shí)，進(jìn)行與高錳酸鉀反應(yīng)，使的滴定亞鐵離子消耗的高錳酸鉀的體積偏大；
（3）根據(jù)生成的混合氣體通過(guò)堿石灰增重2.2g，則氣體之一為C0₂，并且n（CO₂）=$\frac{2，2g}{44g/mol}$=0.05mol，根據(jù)原子守恒另一種氣體只能為CO，其質(zhì)量為8.74-5.42-2.2=1.12g，即n（CO）=$\frac{1.12g}{28g/mol}$=0.04mol；依據(jù)信息：固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，而鹽只有K₂CO₃，結(jié)合電子得失守恒，可推測(cè)鐵元素只能以亞鐵和鐵單質(zhì)的形式存在結(jié)合原子守恒計(jì)算各物質(zhì)的量之比，從而書(shū)寫(xiě)方程式．

解答 解：（1）向反應(yīng)后的溶液中加入一小匙鋅粉，加熱至溶液完全由黃色變?yōu)闇\綠色，說(shuō)明加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺；
故答案為：還原Fe³⁺為Fe²⁺；
（2）草酸與酸性的高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成二氧化碳、錳離子和水，離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；加入的KMnO₄的溶液的量不夠，導(dǎo)致草酸根有剩余，再滴定亞鐵離子時(shí)，進(jìn)行與高錳酸鉀反應(yīng)，使的滴定亞鐵離子消耗的高錳酸鉀的體積偏大，導(dǎo)致測(cè)定的亞鐵離子的物質(zhì)的量偏大，故鐵元素的質(zhì)量偏大，計(jì)算測(cè)定的鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；偏高；
（3）將生成的混合氣體通過(guò)堿石灰增重2.2g，則氣體之一為C0₂，并且n（CO₂）=$\frac{2，2g}{44g/mol}$=0.05mol，根據(jù)原子守恒另一種氣體只能為CO，其質(zhì)量為8.74-5.42-2.2=1.12g，即n（CO）=$\frac{1.12g}{28g/mol}$=0.04mol；固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，而鹽只有K₂CO₃，結(jié)合電子得失守恒，可推測(cè)鐵元素只能以亞鐵和鐵單質(zhì)的形式存在，又8.74g無(wú)水三草酸合鐵酸鉀（K₃[Fe（C₂O₄）₃]（M=437g/mol）的物質(zhì)的量為：$\frac{8.74g}{437g/mol}$=0.02mol，所以根據(jù)鉀守恒則n（K₂CO₃）=0.03mol，根據(jù)氧守恒則n（FeO）=0.01mol，鐵守恒則n（Fe）=0.01mol，所以反應(yīng)方程式為：2K₃[Fe（C₂O₄）₃]═3K₂CO₃+Fe+FeO+4CO↑+5CO₂↑，
答：該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2K₃[Fe（C₂O₄）₃]═3K₂CO₃+Fe+FeO+4CO↑+5CO₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查實(shí)驗(yàn)的基本操作及其計(jì)算，注意基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的積累，把握實(shí)驗(yàn)步驟、原理和注意事項(xiàng)等問(wèn)題，題目難度中等．