Question

草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體K_x[Fe_y(C₂O₄)z]·nH₂O可用于攝影和藍(lán)色印刷。為確定其組成，某化學(xué)興趣小組在沒有氧氣干擾下進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)Ⅰ．草酸根含量的測定
稱取0.9820 g樣品放入錐形瓶中，加入適量稀硫酸和一定量水，加熱至343～358 K，用0.2000
mol/LKMnO₄溶液滴定，滴定過程中草酸根離子轉(zhuǎn)變成CO₂逸出反應(yīng)容器，KMnO₄轉(zhuǎn)變成Mn^2＋。達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，共消耗KMnO₄溶液12.00 ml。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ．鐵含量的測定
將上述滴定過草酸根的保留液充分加熱，使淡紫紅色消失。冷卻后，調(diào)節(jié)溶液pH并加入過量的KI固體，充分反應(yīng)后調(diào)節(jié)pH至7左右，滴入幾滴淀粉溶液做指示劑，用0.2500mol·L^－1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，共消耗Na₂S₂O₃溶液8.00 ml。（已知：實(shí)驗(yàn)Ⅱ中涉及的部分離子方程式為：I₂＋2S₂O₃^2－=2I^－＋S₄O₆^2－）
請根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答下列問題
（1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ在滴定過程中反應(yīng)的離子方程式為                               。
（2）MnO₄^－在酸性條件下，加熱能分解為O₂，同時(shí)生成Mn^2＋。若實(shí)驗(yàn)Ⅱ中沒有對實(shí)驗(yàn)Ⅰ的保留液進(jìn)
行充分加熱，則測定的Fe^3＋的含量將會(huì)        (填“偏高”、“偏低” 或“不變”)。
（3）實(shí)驗(yàn)Ⅱ用淀粉溶液做指示劑，則滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為                 。
（4）通過計(jì)算確定樣品晶體的組成（寫出計(jì)算過程）。

Answer 1

（1）2MnO₄^－＋5H₂C₂O₄＋6H^＋=2Mn^2＋＋8H₂O＋10CO₂↑（2分）
（2）偏高（2分）
（3）滴下最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由藍(lán)色變成無色，且半分鐘內(nèi)不變色（2分）
（4）（6分）
2MnO₄^－ ～ ～～～～5C₂O₄^2－                  2S₂O₃^2－ ～ I₂～ 2 Fe³⁺
2                 5                       2             2
0.2×12×10^-3mol    n(C₂O₄^2－)           0.25×8×10^-3mol    n(Fe³⁺)
解得n(C₂O₄^2－) = 6×10^-3mol  (1分)        n(Fe³⁺) = 2×10^-3mol (1分)
根據(jù)電荷守恒原理：n(K⁺) =6×10^-3mol    (1分)
根據(jù)質(zhì)量守恒原理m(H₂O) =0.9820－39×6×10^-3－56×2×10^-3－88×6×10^-3=0.108g
n(H₂O)=6×10^-3 mol    (1分)
n(K⁺):n(Fe³⁺):n(C₂O₄^2－):n(H₂O)=3:1:3:3  (1分)
所以化學(xué)式為：K₃Fe(C₂O₄)₃·3H₂O    (1分)

試題分析：（1）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能把草酸氧化生成CO₂，而還原產(chǎn)物是Mn^2＋,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnO₄^－＋5H₂C₂O₄＋6H^＋=2Mn^2＋＋8H₂O＋10CO₂↑。
（2）若實(shí)驗(yàn)Ⅱ中沒有對實(shí)驗(yàn)Ⅰ的保留液進(jìn)行充分加熱，則溶液中有剩余的MnO₄^－，MnO₄^－能氧化I^－生成單質(zhì)碘，從而導(dǎo)致與單質(zhì)碘反應(yīng)的Na₂S₂O₃溶液的體積增加，因此使測定的Fe^3＋的含量將會(huì)偏高。
（3）由于單質(zhì)碘遇淀粉顯藍(lán)色，所以終點(diǎn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是滴下最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由藍(lán)色變成無色，且半分鐘內(nèi)不變色。
（4）根據(jù)題意并結(jié)合有關(guān)的反應(yīng)方程式可知
2MnO₄^－ ～ ～～～～5C₂O₄^2－                  2S₂O₃^2－ ～ I₂～ 2 Fe³⁺
2                 5                      2             2
0.2×12×10^-3mol    n(C₂O₄^2－)           0.25×8×10^-3mol    n(Fe³⁺)
解得n(C₂O₄^2－) = 6×10^-3mol            n(Fe³⁺) = 2×10^-3mol
根據(jù)電荷守恒原理：n(K⁺) =6×10^-3mol
根據(jù)質(zhì)量守恒原理m(H₂O) =0.9820－39×6×10^-3－56×2×10^-3－88×6×10^-3=0.108g
n(H₂O)=6×10^-3 mol
n(K⁺):n(Fe³⁺):n(C₂O₄^2－):n(H₂O)=3:1:3:3
所以化學(xué)式為：K₃Fe(C₂O₄)₃·3H₂O