Question

13．三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體（K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O）易溶于水，難溶于乙醇，可作為有機反應的催化劑．實驗室可用鐵屑為原料制備，相關反應的化學方程式為：
Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑
FeSO₄+H₂C₂O₄+2H₂O→FeC₂O₄•2H₂O↓+H₂SO₄
2FeC₂O₄•2H₂O+H₂O₂+H₂C₂O₄+3K₂C₂O₄→2K₃[Fe（C₂O₄）₃]+6H₂O
回答下列問題：
（1）鐵屑中常含硫元素，因而在制備FeSO₄時會產(chǎn)生有毒的H₂S氣體，該氣體可用氫氧化鈉溶液吸收．如圖吸收裝置正確的是A（選填序號）；

（2）在將Fe²⁺氧化的過程中，需控制溶液溫度不高于40℃，理由是防止Fe²⁺的水解、防止H₂O₂分解；
（3）得到K₃[Fe（C₂O₄）₃]溶液后，再想獲得其晶體，常加入b溶劑（填編號）
a．冰水        b．無水乙醇        c．四氯化碳
（4）晶體中所含結晶水可通過重量分析法測定，主要步驟有：①稱量，②置于烘箱中脫結晶水，③冷卻，④稱量，⑤重復②～④步，⑥計算．步驟⑤也被稱做恒重操作，其目的是檢驗晶體中的結晶水是否已全部失去；
（5）重量分析法測定時，步驟③未在干燥器中進行，那么測得的晶體中所含結晶水含量偏低（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）；
（6）三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體用重量分析法測定時，2.810g的晶體經(jīng)操作最終獲得了2.480g無水物，則此次測定的相對誤差為-0.8%．

Answer 1

分析 （1）氣體吸收裝置中既要吸收氣體又能排出不反應的氣體；
（2）亞鐵離子易水解生成氫氧化亞鐵，酸能抑制其水解；溫度高時，雙氧水易水解；
（3）K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O易溶于水，難溶于乙醇，根據(jù)相似相溶原理分析；
（4）晶體中所含結晶水可通過重量分析法測定，步驟⑤的目的是檢驗晶體中的結晶水是否已全部失去，也叫恒重操作；
（5）步驟③未在干燥器中進行，晶體中結晶水不能全部失去，據(jù)此判斷；
（6）根據(jù)K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O可計算出最終得到的無水物的質(zhì)量，根據(jù)相對誤差=$\frac{絕對誤差}{理論質(zhì)量}$×100%計算．

解答 解：（1）A．該裝置中硫化氫與氫氧化鈉溶液接觸面積大，從而使硫化氫吸收較完全，且該裝置中氣壓較穩(wěn)定，不產(chǎn)生安全問題，故A正確；
B．硫化氫與氫氧化鈉接觸面積較小，所以吸收不完全，故B錯誤；
C．沒有排氣裝置，導致該裝置內(nèi)氣壓增大而產(chǎn)生安全事故，故C錯誤；
D．該裝置中應遵循“長進短出”的原理，故D錯誤；
故選A；
（2）硫酸亞鐵易水解而是其氣壓呈酸性，加熱稀硫酸能抑制亞鐵離子水解；雙氧水不穩(wěn)定，溫度高時，雙氧水易分解，為防止雙氧水分解，溫度應低些，故答案為：防止Fe²⁺的水解；防止H₂O₂分解；
（3）根據(jù)相似相溶原理知，三草酸合鐵酸鉀在乙醇中溶解度小，所以得到K₃[Fe（C₂O₄）₃]溶液后，再想獲得其晶體，常加入無水乙醇溶劑主，
故選b；
（4）晶體中所含結晶水可通過重量分析法測定，步驟⑤的目的是檢驗晶體中的結晶水是否已全部失去，也叫恒重操作，
故答案為：恒重；檢驗晶體中的結晶水是否已全部失去；
（5）步驟③未在干燥器中進行，晶體中結晶水不能全部失去，所以稱量出的水的質(zhì)量偏小，測得的晶體中所含結晶水含量也偏低，
故答案為：偏低；
（6）根據(jù)K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O可計算出最終得到的無水物的質(zhì)量為$\frac{39×3+56+88×3}{39×3+56+88×3+18×3}$×2.810g=2.500g，所以絕對誤差=2.480g-2.500g=-0.020g，相對誤差=$\frac{絕對誤差}{理論質(zhì)量}$×100%=-$\frac{0.020g}{2.500g}$×100%=-0.8%，
故答案為：-0.8%．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗探究，實驗方案的設計與分析計算，主要是滴定實驗的過程分析和誤差分析，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．