Question

某草酸亞鐵樣品（FeC₂O₄?xH₂O）中含有少量硫酸亞鐵．現(xiàn)用滴定法測(cè)定該樣品中FeC₂O₄的含量．滴定反應(yīng)是：5Fe²⁺+5C₂O₄^2-+3MnO₄^-+24H⁺=5Fe³⁺+10CO₂↑+3Mn²⁺+12H₂O
①將準(zhǔn)確稱量的a g草酸亞鐵樣品置于250mL的錐形瓶?jī)?nèi)，加入適量2mol/L的A溶液，使樣品溶解，加熱至70℃左右，立即用濃度為0.02000mol/L的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，記下滴定管內(nèi)液面讀數(shù)為b mL（滴定管起始讀數(shù)為0.00）
②向上述滴定混合液中加入適量的Zn粉和過量的2mol/L的A溶液，煮沸5～8min，經(jīng)檢驗(yàn)溶液合格后，繼續(xù)用濃度為0.02000mol/L的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，記下滴定管內(nèi)液面讀數(shù)為c mL
③重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)1～2次
④數(shù)據(jù)處理
（1）以上實(shí)驗(yàn)方案中的A溶液最合適的是

 

；
（2）以上實(shí)驗(yàn)方案中滴定終點(diǎn)錐形瓶?jī)?nèi)溶液的顏色變化為

 

；
（3）以上步驟②中Zn粉的作用

 

，檢驗(yàn)溶液是否合格最合適的試劑是

 

；
（4）某小組的一次實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)記錄如下：

a（g）	起始讀數(shù)（mL）	b（mL）	c（mL）
0.1970	0.00	31.30	42.40

計(jì)算0.1970g樣品中：n（Fe²⁺）=

 

；n（C₂O₄^2-）=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：測(cè)定原理為：第一次滴定反應(yīng)是：5Fe²⁺+5C₂O₄^2-+3MnO₄^-+24H⁺=5Fe³⁺+10CO₂↑+3Mn²⁺+12H₂O，第二次滴定反應(yīng)為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，根據(jù)第二次滴定可計(jì)算亞鐵離子所消耗高錳酸鉀，進(jìn)而確定草酸根離子消耗高錳酸鉀，根據(jù)5Fe²⁺～MnO₄^-，5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，可計(jì)算出亞鐵離子和草酸根離子的物質(zhì)的量．
（1）加入A的目的是除去過量的鋅和酸化，應(yīng)選擇非氧化性酸，不能選擇氧化性酸或還原性酸；
（2）Fe²⁺與KMnO₄發(fā)生氧化還原反應(yīng)，滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液由黃色變成紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（3）鋅具有還原性，可把鐵離子還原為亞鐵離子；可以根據(jù)檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子的方法完成；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算出亞鐵離子、草酸根離子物質(zhì)的量．

解答： 解：（1）加入A的目的是除去過量的鋅和酸化，應(yīng)選擇非氧化性酸，不能選擇氧化性酸，若選氧化性酸，會(huì)把亞鐵離子氧化，干擾滴定，若選還原性酸，高錳酸鉀會(huì)和還原性酸反應(yīng)，干擾實(shí)驗(yàn)，故應(yīng)選擇稀硫酸，
故答案為：稀硫酸；
（2）Fe²⁺與KMnO₄發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液由黃色變成紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：溶液由黃色變成紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（3）鋅粉具有還原性，加入鋅粉把鐵離子還原為亞鐵離子，用高錳酸鉀進(jìn)行滴定；要證明溶液中沒有三價(jià)鐵離子，可以向溶液中加入硫氰化鉀溶液，溶液中沒有出現(xiàn)血紅色，證明溶液中沒有三價(jià)鐵離子，
故答案為：使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe²⁺；KSCN溶液；
（4）高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.0424L×0.02000mol/L=8.48×10^-4mol，
亞鐵離子消耗的高錳酸鉀溶液的平均體積為：42.40mL-31.30mL=11.10mL，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.0111L×0.02000mol/L=2.22×10^-4mol，
草酸根離子消耗的高錳酸鉀溶液的體積為：31.30mL-11.10mL=20.20mL，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.0202×0.02000mol/L=4.04×10^-4mol
 根據(jù)化合價(jià)升降相等找出關(guān)系式：5Fe²⁺～MnO₄^-，5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，
n（Fe²⁺）=5×2.22×10^-4mol=1.11×10^-3mol，
n（C₂O₄^2-）=2.5×4.04×10^-4mol=1.01×10^-3mol，
故答案為：1.11×10^-3mol；1.01×10^-3mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的含量測(cè)定，側(cè)重于滴定操作和計(jì)算，注意把握測(cè)定原理和根據(jù)方程式的計(jì)算，中等難度．