Question

【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4·xH2O)為淡黃色粉末，不溶于水，可作照相顯影劑和用于制藥工業(yè)。某化學興趣小組對其性質(zhì)進行如下探究，回答下列問題：

I.定性探究

選用下列試劑設計實驗方案，完成下表內(nèi)容。

試劑：酸性KMnO4溶液、K3[Fe(CN)6]溶液

操作	現(xiàn)象	結(jié)論與解釋
(1)取少量草酸亞鐵晶體于試管中，加入2mL水，振蕩后靜置	有淡黃色沉淀，上層清液無色	草酸亞鐵不溶于水
(2)繼續(xù)加入2mL稀硫酸，振蕩	___________	草酸亞鐵溶于硫酸，硫酸酸性強于草酸
(3)向步驟(2)所得溶液中滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液	產(chǎn)生藍色沉淀	___________
(4)①___________	②___________	H2C2O4或C2O42－具有還原性

Ⅱ.定量探究：滴定實驗測x的值

(5)滴定前，下列操作的正確順序是___________(填字母序號)。

a.用0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液潤洗

b.查漏、清洗

c.排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面

d.盛裝0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液

e.初始讀數(shù)、記錄為0.50mL

(6)稱取ng樣品，加入適量稀硫酸溶解，用步驟(5)準備的標準KMnO4溶液直接滴定，如何判斷滴定終點?_______________。

(7)終點讀數(shù)為20.50mL。結(jié)合上述實驗數(shù)據(jù)求得x=___________(用含n的代數(shù)式表示，FeC2O4的相對分子質(zhì)量為144)。

Answer 1

【答案】固體溶解，溶液變?yōu)闇\綠色 含有Fe2+ 繼續(xù)滴加K3[Fe(CN)6]溶液(或至不再沉淀)，靜置，取上層清液滴加酸性KMnO4溶液 紫色褪去 badce 當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室�，溶液顏色由淺綠色變成淺紫色，且半分鐘內(nèi)顏色不恢復，則說明達到滴定終點

【解析】

Ⅰ．草酸亞鐵不溶于水，為淡黃色沉淀，可溶于稀硫酸，溶液變?yōu)闇\綠色，溶液中滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀，滴加酸性高錳酸鉀溶液，可發(fā)生氧化還原反應；

Ⅱ．(5)滴定時，應先檢漏、洗滌、潤洗、裝液、趕氣泡等操作；

(6)高錳酸鉀具有氧化性，應用酸式滴定管，與草酸亞鐵發(fā)生氧化還原反應生成CO2和Fe2(SO4)3；

(7)FeC2O4與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應，反應中Fe元素化合價由+2價升高到+3價，C元素化合價由+3價升高到+4價，Mn元素化合價由+7價降低為+2價，則可得反應的關系式為5FeC2O4～3KMnO4，結(jié)合關系式計算。

(1)草酸亞鐵晶體不溶于水，向其中加入稀硫酸，會看到固體溶解，溶液變?yōu)闇\綠色；這是由于溶液中含有Fe2+；向該溶液中滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，會看到產(chǎn)生藍色沉淀，發(fā)生反應：3Fe2++2[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2↓，證明該溶液中含有Fe2+；繼續(xù)滴加K3[Fe(CN)6]2溶液(或至不再沉淀)，靜置，去上層清液滴加酸性KMnO4溶液，會看到紫色褪色，這是由于溶液中含有的H2C2O4、C2O42-具有還原性，被酸性KMnO4溶液具有氧化性，將微粒氧化為CO2，酸性KMnO4被還原為無色的Mn2+。

(5)滴定前，首先要查漏、清洗；然后用0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液潤洗；第三是盛裝0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液，第四排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面；平視凹液面，初始讀數(shù)、記錄為0.50mL，即操作步驟順序為badce；

(6)稱取ng樣品，加入適量稀硫酸溶解，用步驟(5)準備的標準KMnO4溶液直接滴定，由于滴定前溶液中含有Fe2+，溶液呈淺綠色，用紫色KMnO4溶液滴定時，Fe2+被MnO4-氧化為Fe3+，MnO4-被還原為無色的Mn2+，所以當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室海�溶液顏色由淺綠色變成淺紫色，且半分鐘內(nèi)顏色不恢復，則說明達到滴定終點；

(7)FeC2O4與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應，反應中Fe元素化合價由+2價升高到+3價，C元素化合價由+3價升高到+4價，Mn元素化合價由+7價降低為+2價，則可得反應的關系式為5FeC2O4～3KMnO4，反應消耗KMnO4的物質(zhì)的量為n(KMnO4)=0.1000mol/L×(20.50-0.50)mL×10-3L/mL=0.002mol，則n(FeC2O4)=n(KMnO4)=mol，根據(jù)m=nM可得：mol×(144+18x)g/mol=ng，解得x=。