Question

草酸亞鐵（FeC₂O₄?2H₂O）用作分析試劑及顯影劑和新型電池材料磷酸亞鐵鋰的生產(chǎn)．已知：CO能與氯化鈀（PdCl₂）溶液反應(yīng)生成黑色的鈀粉．回答下列問題：
Ⅰ：興趣小組對草酸亞鐵的分解產(chǎn)物進行實驗和探究．
（1）將氣體產(chǎn)物依次通過A、澄清石灰水，B、氯化鈀，觀察到A中澄清石灰水都變渾濁，B中出現(xiàn)黑色物質(zhì)生成，則上述現(xiàn)象說明氣體產(chǎn)物中有

 

．
（2）探究分解得到的固體產(chǎn)物中鐵元素的存在形式．
①提出假設(shè)
假設(shè)1：

 

；  假設(shè)2：FeO； 假設(shè)3：FeO和Fe混合物
②設(shè)計實驗方案證明假設(shè)3．
限選試劑：1.0mol?L^-1鹽酸、3% H₂O₂、0.1mol?L^-1CuSO₄、20% KSCN、蒸餾水．

實驗步驟	現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：向試管中加入少量固體產(chǎn)物，再加入足量   ，充分振蕩	若溶液顏色明顯改變，且有   生成，則證明有鐵單質(zhì)存在
步驟2：將步驟1中得到的濁液過濾，并用蒸餾水洗滌至洗滌液無色
步驟3：取步驟2得到的少量固體與試管中，滴加

Ⅱ：某草酸亞鐵樣品中含有少量草酸．現(xiàn)用滴定法測定該樣品中FeC₂O₄的含量．滴定反應(yīng)是：5Fe²⁺+5C₂O₄^2-+3MnO₄^-+24H⁺=5Fe³⁺+10CO₂↑+3Mn²⁺+12H₂O   實驗方案設(shè)計為：
①將準確稱量的0.20g草酸亞鐵樣品置于250mL錐形瓶內(nèi)，加入適量2mol/L的H₂SO₄溶液，使樣品溶解，加熱至70℃左右，立即用濃度為0.02000mol/L的高錳酸鉀標準溶液滴定至終點，記下滴定管內(nèi)液面讀數(shù)為V₁ mL
②向上述滴定混合液中加入適量的Zn粉和過量的2mol/L的H₂SO₄溶液，煮沸5～8min，用KSCN溶液在點滴板上檢驗點滴液，直至溶液不立刻變紅．將濾液過濾至另一個錐形瓶中，繼續(xù)用0.02000mol/L的高錳酸鉀標準溶液滴定至終點，記下滴定管內(nèi)液面讀數(shù)為V₂ mL
③重復(fù)以上實驗1～2次
若某小組的一次測定數(shù)據(jù)記錄如下：V₁=18.90mL，V₂=6.20mL．根據(jù)數(shù)據(jù)計算0.20g 樣品中：n（Fe²⁺）=

 

； n（C₂O₄^2-）=

 

；FeC₂O₄ 的質(zhì)量分數(shù)為

 

（精確到0.01%）

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）依據(jù)CO能與氯化鈀（PdCl₂）溶液反應(yīng)生成黑色的鈀粉，二氧化碳和澄清石灰水變渾濁分析判斷；
（2）①依據(jù)假設(shè)2、3分析假設(shè)1的內(nèi)容；
②依據(jù)假設(shè)3是鐵和氧化亞鐵的混合物，利用硫酸銅溶液和鐵反應(yīng)生成銅的現(xiàn)象分析證明鐵的存在，過濾后用蒸餾水洗滌，取固體用鹽酸溶解后加入過氧化氫氧化為鐵離子，加入硫氰酸鉀溶液若出現(xiàn)血紅色現(xiàn)象證明含有氧化亞鐵，據(jù)此設(shè)計實驗步驟檢驗；
Ⅱ、根據(jù)題干數(shù)據(jù)，計算出亞鐵離子、草酸根離子的濃度，再根據(jù)亞鐵離子、草酸根離子的物質(zhì)的量計算出草酸鐵的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：Ⅰ：（1）將氣體產(chǎn)物依次通過A、澄清石灰水，B、氯化鈀，觀察到A中澄清石灰水都變渾濁，說明產(chǎn)物含有二氧化碳氣體，B中出現(xiàn)黑色物質(zhì)生成，CO能與氯化鈀（PdCl₂）溶液反應(yīng)生成黑色的鈀粉，證明含有一氧化碳氣體，則上述現(xiàn)象說明氣體產(chǎn)物中有二氧化碳和一氧化碳，
故答案為：CO₂、CO；
（2）①假設(shè)2：FeO； 假設(shè)3：FeO和Fe混合物，則假設(shè)1為Fe，故答案為：Fe；
②依據(jù)題干所提供的試劑結(jié)合假設(shè)3的混合物組成為鐵和氧化亞鐵的性質(zhì)分析設(shè)計實驗步驟為，向試管中加入少量固體產(chǎn)物，再加入足量硫酸銅溶液，充分振蕩，若溶液顏色明顯改變，且有暗紅色固體物質(zhì)生成證明有鐵單質(zhì)存在，將步驟1中得到的濁液過濾，并用蒸餾水洗滌至洗滌液無色，取步驟2得到的少量固體與試管中，滴加
過量HCl，靜置，取上層清液，滴加適量H₂O₂，充分振蕩后滴加KSCN，若溶液呈血紅色證明含有氧化亞鐵，
故答案為：

實驗步驟	現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：硫酸銅溶液	暗紅色固體
步驟3：過量HCl，靜置，取上層清液，滴加適量H2O2，充分振蕩后滴加KSCN	若溶液呈血紅色，則證明有FeO

Ⅱ：樣品中亞鐵離子、草酸根離子消耗的高錳酸鉀溶液的體積為V₁ml：高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：V₁×10^-3L×0.02000mol/L=2V₁×10^-5mol，
亞鐵離子消耗的高錳酸鉀溶液的體積為V₂ml，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：V₂×10^-3L×0.02000mol/L=2V₂×10^-5mol，
草酸根離子消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：（2V₁×10^-5mol-2V₂×10^-5mol）×0.02000mol/L，V₁=18.90mL，V₂=6.20mL；
根據(jù)化合價升降相等找出關(guān)系式：5Fe²⁺～MnO₄^-，5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，
n（Fe²⁺）=5×2V₂×10^-5mol=0.0006200mol
n（C₂O₄^2-）=2.5×（2V₁×10^-5mol-2V₂×10^-5mol）=0.0006350mol
根據(jù)亞鐵離子物質(zhì)的量可知草酸亞鐵的物質(zhì)的量為：0.0006200mol，質(zhì)量為：0.0006200mol×144g/mol=0.08928g，
草酸鐵的質(zhì)量分數(shù)為：

0.08928g

0.20g

×100%=44.64%，
故答案為：0.0006200mol；0.0006350mol；44.64%．

點評：本題考查了用滴定法測定該樣品中FeC₂O₄的含量，涉及了實驗方案設(shè)計、滴定管的使用、質(zhì)量分數(shù)的計算等知識，可以根據(jù)所學(xué)知識完成，難度中等．