Question

三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O可用于攝影和藍色印刷．某課外化學(xué)興趣小組為測定三草酸合鐵酸鉀晶體（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O）中鐵元素含量，做了如下實驗：
步驟一：稱量5.000g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250ml溶液．
步驟二：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，溶液仍呈酸性．
步驟三：用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步驟二所得溶液至終點，消耗KMnO₄溶液V₁ml，滴定中MnO₄^-，被還原成Mn²⁺．
重復(fù)步驟二、步驟三操作，滴定消耗0.010mol/LKMnO₄溶液V₂ml；
（1）加入鋅粉的目的是

 

．
（2）實驗步驟二中加KMnO₄溶液的離子方程式為

 

．若加入的KMnO₄的溶液的量不夠，則測得的鐵含量

 

．（選填“偏低”“偏高”“不變”）
（3）某同學(xué)將8.74g無水三草酸合鐵酸鉀（K₃[Fe（C₂O₄）₃]（M=437g/mol）在一定條件下加熱分解，所得固體的質(zhì)量為5.42g；同時得到含兩種成分的氣體混合物，將生成的混合氣體通過堿石灰增重2.2g．研究固體產(chǎn)物得知，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K₂CO₃（K元素只存在于鹽中）．通過必要的計算，寫出該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）鋅粉能與Fe³⁺反應(yīng)，加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺；
（2）草酸與酸性的高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成二氧化碳、錳離子和水；加入的KMnO₄的溶液的量不足，導(dǎo)致草酸根有剩余，再滴定亞鐵離子時，進行與高錳酸鉀反應(yīng)，使的滴定亞鐵離子消耗的高錳酸鉀的體積偏大；
（3）根據(jù)生成的混合氣體通過堿石灰增重2.2g，則氣體之一為C0₂，并且n（CO₂）=

2.2

44

=0.05mol，根據(jù)原子守恒另一種氣體只能為CO，其質(zhì)量為8.74-5.42-2.2=1.12g，即n（CO）=

1.12

28

=0.04mol；依據(jù)信息：固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K₂CO₃，結(jié)合電子得失守恒，可推測鐵元素只能以亞鐵和鐵單質(zhì)的形式存在結(jié)合原子守恒計算各物質(zhì)的量之比，從而書寫方程式．

解答： 解：（1）向反應(yīng)后的溶液中加入一小匙鋅粉，加熱至溶液完全由黃色變?yōu)闇\綠色，說明加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺；
故答案為：還原Fe³⁺為Fe²⁺；
（2）草酸與酸性的高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成二氧化碳、錳離子和水，離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；加入的KMnO₄的溶液的量不夠，導(dǎo)致草酸根有剩余，再滴定亞鐵離子時，進行與高錳酸鉀反應(yīng)，使的滴定亞鐵離子消耗的高錳酸鉀的體積偏大，導(dǎo)致測定的亞鐵離子的物質(zhì)的量偏大，故鐵元素的質(zhì)量偏大，計算測定的鐵元素的質(zhì)量分數(shù)偏高，故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；偏高；
（3）將生成的混合氣體通過堿石灰增重2.2g，則氣體之一為C0₂，并且n（CO₂）=

2.2

44

=0.05mol，根據(jù)原子守恒另一種氣體只能為CO，其質(zhì)量為8.74-5.42-2.2=1.12g，即n（CO）=

1.12

28

=0.04mol；固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K₂CO₃，結(jié)合電子得失守恒，可推測鐵元素只能以亞鐵和鐵單質(zhì)的形式存在，又8.74g無水三草酸合鐵酸鉀（K₃[Fe（C₂O₄）₃]（M=437g/mol）的物質(zhì)的量為：

8.74

437

=0.02mol，所以根據(jù)鉀守恒則n（K₂CO₃）=0.03mol，根據(jù)氧守恒則n（FeO）=0.01mol，鐵守恒則n（Fe）=0.01mol，所以反應(yīng)方程式為：2K₃[Fe（C₂O₄）₃]═3K₂CO₃+Fe+FeO+4CO↑+5CO₂↑；故答案為：2K₃[Fe（C₂O₄）₃]═3K₂CO₃+Fe+FeO+4CO↑+5CO₂↑；

點評：本題主要考查實驗的基本操作及其計算，注意基礎(chǔ)實驗知識的積累，把握實驗步驟、原理和注意事項等問題．