Question

K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O[三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體]易溶于水，難溶于乙醇，可作為有機(jī)反應(yīng)的催化劑．實(shí)驗(yàn)室可用鐵屑為原料制備，相關(guān)反應(yīng)過程如下．請(qǐng)回答下列問題：

（1）鐵屑中常含硫元素，因而在制備FeSO₄時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒的H₂S氣體，該氣體可用氫氧化鈉溶液吸收．下列吸收裝置正確的是

 

（填序號(hào)）．

（2）在得到的FeSO₄溶液中需加入少量的H₂SO₄酸化，目的是

 

，得到K₃[Fe（C₂O₄）₃]溶液后，加入乙醇的目的是

 

．
（3）晶體中所含結(jié)晶水可通過重量分析法測(cè)定，主要步驟有：①稱量，②置于烘箱中脫結(jié)晶水，③冷卻，④稱量，⑤重復(fù)②～④至恒重，⑥計(jì)算．步驟⑤的目的是

 

．
（4）C₂O₄^2-可被酸性KMnO₄溶液氧化為CO₂氣體，故實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物中K₃[Fe（C₂O₃）₃]?3H₂O含量測(cè)定可用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．
①寫出滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

．
②下列滴定操作中使滴定結(jié)果偏高的是

 

（填序號(hào)）．
A．滴定管用蒸餾水洗滌后，立即裝入標(biāo)準(zhǔn)液
B．錐形瓶在裝待測(cè)液前未用待測(cè)液潤(rùn)洗
C．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失
D．讀取標(biāo)準(zhǔn)液體積時(shí)，滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)
③取產(chǎn)物10.0g配成100mL溶液，從中取出20mL于錐形瓶中，用濃度為0.1mol?L^-l的酸性KMnO₄溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗酸性KMnO₄溶液24.00mL，則產(chǎn)物中K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

[已知摩爾質(zhì)量M{ K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O）=491g?mol^-1]．

Answer 1

分析：（1）氣體吸收裝置中既要吸收氣體又能排出不反應(yīng)的氣體；
（2）亞鐵離子易水解生成氫氧化亞鐵，酸能抑制其水解；溫度高時(shí)，雙氧水易水解；根據(jù)相似相溶原理分析；
（3）步驟⑤的是檢驗(yàn)晶體中的結(jié)晶水是否已全部失去；
（4）①C₂O₄^2-可被酸性KMnO₄溶液氧化為CO₂氣體，依據(jù)原子守恒和原子守恒配平書寫離子方程式；
②依據(jù)滴定誤差分析的方法判斷，誤差可以歸結(jié)為標(biāo)準(zhǔn)液的體積消耗變化分析誤差，c（待測(cè)）=

c(標(biāo)準(zhǔn))V(標(biāo)準(zhǔn))

V(待測(cè))

，
A．酸式滴定管要用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗；
B．錐形瓶用待測(cè)液潤(rùn)洗會(huì)增大消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積；
C．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失，讀取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大；
D．讀取標(biāo)準(zhǔn)液體積時(shí)，滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)，讀取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減��；
③依據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)的離子方程式定量關(guān)系計(jì)算三草酸鐵鉀的物質(zhì)的量，計(jì)算得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）A．該裝置中硫化氫與氫氧化鈉溶液接觸面積大，從而使硫化氫吸收較完全，且該裝置中氣壓較穩(wěn)定，不產(chǎn)生安全問題，故A正確；
B．硫化氫與氫氧化鈉接觸面積較小，所以吸收不完全，故B錯(cuò)誤；
C．沒有排氣裝置，導(dǎo)致該裝置內(nèi)氣壓增大而產(chǎn)生安全事故，故C錯(cuò)誤；
D．該裝置中應(yīng)遵循“長(zhǎng)進(jìn)短出”的原理，故D錯(cuò)誤；
故選A；
（2）硫酸亞鐵易水解而是其氣壓呈酸性，加熱稀硫酸能抑制亞鐵離子水解；根據(jù)相似相溶原理知，三草酸合鐵酸鉀在乙醇中溶解度小，所以可以用乙醇使三草酸合鐵酸鉀析出，
故答案為：防止Fe²⁺的水解；三草酸合鐵酸鉀在乙醇中溶解度小，利于晶體析出；
（3）步驟⑤的是檢驗(yàn)晶體中的結(jié)晶水是否已全部失去，故答案為：檢驗(yàn)晶體中的結(jié)晶水是否已全部失去；
（4）①C₂O₄^2-可被酸性KMnO₄溶液氧化為CO₂氣體，依據(jù)原子守恒和原子守恒可知離子方程式為2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
②由c（待測(cè)）=

c(標(biāo)準(zhǔn))V(標(biāo)準(zhǔn))

V(待測(cè))

可知，
A．酸式滴定管要用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，滴定管用蒸餾水洗滌后，立即裝入標(biāo)準(zhǔn)液，標(biāo)準(zhǔn)液濃度減小，消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積增大，測(cè)定結(jié)果偏高，故A符合；
B．錐形瓶用待測(cè)液潤(rùn)洗會(huì)增大消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積，錐形瓶在裝待測(cè)液前未用待測(cè)液潤(rùn)洗，符合實(shí)驗(yàn)要求，故B不符合；
C．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失，讀取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，測(cè)定結(jié)果偏高，故C符合；
D．讀取標(biāo)準(zhǔn)液體積時(shí)，滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)，讀取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，測(cè)定結(jié)果偏小，故D不符合；
故答案為：AC；
（5）取產(chǎn)物10.0g配成100mL溶液，從中取出20mL于錐形瓶中，用濃度為0.1mol?L^-l的酸性KMnO₄溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗酸性KMnO₄溶液24.00mL，依據(jù)離子方程式定量關(guān)系分析計(jì)算，設(shè)三草酸合鐵酸鉀溶液的濃度為x，
                  2MnO₄^-+5C₂O₄2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
                2           5
0.1mol?L^-l×24.00ml          x×20.00ml
x=0.300mol/L
100ml溶液中K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O物質(zhì)的量=0.300mol/L×0.1L×

1

3

=0.01mol，
則產(chǎn)物中K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.01mol×491g/mol

10.0g

×100%=49.1%，
故答案為：49.1%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與分析計(jì)算，主要是滴定實(shí)驗(yàn)的過程分析和誤差分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．