Question

【題目】三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體(K3[Fe(C2O4)3]3H2O)有很重要的用途．可用如圖流程來制備．根據(jù)題意完成下列各題：

(1)要從溶液中得到綠礬，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是 ．(按前后順序填寫)

a．過濾洗滌 b．蒸發(fā)濃縮 c．冷卻結(jié)晶 d．灼燒 e．干燥

某興趣小組為測(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1：稱量5.000g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250ml溶液．

步驟2：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，過濾，洗滌，將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中，此時(shí)，溶液仍里酸性．

步驟3：在酸性條件下，用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步驟二所得溶液至終點(diǎn)，共做三次實(shí)驗(yàn)，平均消耗KMnO4溶液20.00ml，滴定中MnO4﹣，被還原成Mn2+．

(2)步驟1中，配制三草酸合鐵酸鉀溶液需要使用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒以外還有 ；

主要操作步驟依次是：稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、 、定容、搖勻．

(3)步驟2中，加入鋅粉的目的是 ．

(4)步驟3中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為： ．

(5)步驟2中，若加入的KMnO4的溶液的量不夠，則測(cè)得的鐵含量 ．(選填“偏低”、“偏高”、“不變”)

(6)某同學(xué)將8.74g無水三草酸合鐵酸鉀(K3[Fe(C2O4)3])在一定條件下加熱分解，所得固體的質(zhì)量為5.42g，同時(shí)得到密度為1.647g/L(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體(是物質(zhì)的量之比為4：5的混合氣體)．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．寫出該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式 ．

Answer 1

【答案】bcae250ml容量瓶洗滌將Fe3+全部還原成Fe2+5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O偏高2K3[Fe（C2O4）3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2

【解析】(1). 要從硫酸亞鐵溶液中得到綠礬，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是：先將溶液蒸發(fā)濃縮到溶液表面形成少量晶膜，然后冷卻結(jié)晶，得到固液混合物，過濾出濾液后，直接向過濾器中加少量冷水洗滌晶體2～3次，最后將晶體轉(zhuǎn)移到干燥器中干燥。所以正確的操作順序?yàn)?bcae

(2). 步驟1中，配制250mL三草酸合鐵酸鉀溶液需要使用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒以外還有250ml容量瓶 ；主要操作步驟依次是：稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻，缺少“洗滌”。

(3). 步驟2中，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，得到含Fe3+的黃色溶液，所以加入鋅粉加熱至黃色剛好消失的目的是將Fe3+全部還原成Fe2+。

(4). 步驟3中，酸性高錳酸鉀溶液將亞鐵離子氧化為鐵離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

(5). 步驟2中，若加入的KMnO4的溶液的量不夠，則草酸根不能全部被氧化成二氧化碳，在步驟3中還會(huì)被酸性高錳酸鉀溶液氧化，導(dǎo)致步驟3消耗的酸性高錳酸鉀溶液偏高，所以測(cè)得的鐵含量偏高 。

(6). 8.74g無水三草酸合鐵酸鉀的物質(zhì)的量=8.74g 437g/mol=0.02mol, 密度為1.647g/L(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體(是物質(zhì)的量之比為4：5的混合氣體)只能是CO和CO2的混合物，

氣體的平均摩爾質(zhì)量=1.647g/L22.4L/mol=36.89g/mol, 接近CO2的摩爾質(zhì)量，所以n(CO):n(CO2)=4:5。由碳元素守恒，0.02mol K3[Fe（C2O4）3]含C原子0.12mol,分解得到的碳酸鉀的物質(zhì)的量為n(K2CO3)=0.02mol=0.03mol,所以這些K3[Fe（C2O4）3]分解產(chǎn)生的混合氣體共0.09mol, 可得n(CO)=0.04mol，n(CO2)=0.05mol。再由氧元素守恒可得n(FeO)=0.02mol-0.03mol3-0.04mol1-0.05mol2=0.01mol.最后由鐵元素守恒可得n(Fe)=0.02mol-0.01mol=0.01mol。

綜上所述，n(K3[Fe（C2O4）3]):n(K2CO3):n(Fe):n(FeO):n(CO):n(CO2)=2:3:1:1:4:5，所以無水三草酸鉀分解的化學(xué)方程式為：

2K3[Fe（C2O4）3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2