Question

2．試劑三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O可用于攝影和藍(lán)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中鐵元素含量，做了如下實驗．
步驟一：稱量2.000g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)后的溶液中加入一小匙鋅粉，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．回答下列各題：
（1）配平下列氧化還原反應(yīng)方程式，并標(biāo)出反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
5C₂O₄^2-+2MnO4^-+16H⁺→10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O．
（2）步驟二中加入一小匙鋅粉所發(fā)生的離子反應(yīng)方程式：Zn+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Zn²⁺．
（3）用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步驟二所得溶液至終點(diǎn)，消耗KMnO₄溶液15.00ml，寫出此時溶液中發(fā)生的離子方程式：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，測得含鐵量為21%．已知，在氨水中存在如下平衡：NH₃H₂O→NH4⁺+OH^-
（4）常溫下，在氨水中溶入一定量氯化銨晶體，下列說法錯誤的是AD．
A．溶液的PH增大    B．氨水的電離度減少
C．c（OH^-）減少    D．c（NH4⁺）減少
（5）在氨水中加入一定量鹽酸，所得溶液中微粒濃度的下列關(guān)系式中肯定錯誤的是D．
A．c（NH4⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-）    B．c（Cl^-）=c（NH₃•H₂O）+c（NH4⁺）
C．c（Cl^-）=c（NH4⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-）   D．c（H⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（NH4⁺）
（6）常壓下，取不同濃度、不同溫度的氨水測定，得到下表實驗數(shù)據(jù)．

溫度（℃）	C（氨水）（mol/L）	電離常數(shù)	電離度（%）	C（OH-）（mol/L）
0	16.56	1.37×10-5	9.098	1.507×10-2
10	15.16	1.57×10-5	10.18	1.543×10-2
20	13.63	1.71×10-5	11.2	1.527×10-2

①溫度升高，NH₃•H₂O的電離平衡向右（填“左”、“右”）移動，能支持該數(shù)據(jù)是a：
a．電離常數(shù)   b．電離度      c．c（OH^-）     d．c（氨水）
②表中c（OH^-）基本不變的原因是氨水濃度降低，使c（OH^-）減小，而溫度升高，使c（OH^-）增大，雙重作用使c（OH^-）基本不變．

Answer 1

分析 （1）C₂O₄^2-中C的化合價為+3價，反應(yīng)后被氧化成二氧化碳，每個C₂O₄^2-反應(yīng)至少升高2價；MnO₄^-中Mn元素的化合價為+7價，反應(yīng)后被還原成Mn²⁺，化合價降低5價，則化合價變化的最小公倍數(shù)為10，然后根據(jù)化合價升降相等判斷草酸跟、高錳酸根離子的系數(shù)，最后根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平即可；
（2）鋅粉能與Fe³⁺反應(yīng)，加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺，寫出Zn與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子的離子方程式；
（3）步驟二所得溶液中含有亞鐵離子，亞鐵離子與酸性高錳酸根離子反應(yīng)生成鐵離子和錳離子；根據(jù)反應(yīng)方程式生成亞鐵離子的物質(zhì)的量，再計算出原樣品中鐵元素的質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）在氨水中存在電離平衡NH₃•H₂O?NH4⁺+OH^-，結(jié)合銨根離子對該電離平衡的影響分析，注意銨根離子濃度增大了；
（5）在氨水中加入一定量鹽酸，溶液可能為酸性、中性或堿性，結(jié)合電荷守恒、物料守恒判斷；
（6）①溫度升高，促進(jìn)了一水合氨的電離，一水合氨的電離平衡常數(shù)增大，據(jù)此進(jìn)行判斷；
②根據(jù)溫度、濃度對氫氧根離子濃度的影響分析．

解答 解：（1）C₂O₄^2-中C的化合價為+3價，反應(yīng)后被氧化成二氧化碳，每個C₂O₄^2-反應(yīng)至少升高2價；MnO₄^-中Mn元素的化合價為+7價，反應(yīng)后被還原成Mn²⁺，化合價降低5價，則化合價變化的最小公倍數(shù)為10，則C₂O₄^2-的系數(shù)為5，MnO₄^-的系數(shù)為2，然后利用質(zhì)量守恒定律配平，配平后的離子方程式為：5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5；2；16；10；2；8；
（2）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⁺，反應(yīng)的離子方程式為：Zn+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Zn²⁺，
故答案為：Zn+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Zn²⁺；
（3）用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步驟二所得溶液，亞鐵離子與高錳酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；15mL0.010mol/L KMnO₄溶液中含有高錳酸根離子的物質(zhì)的量為：0.010mol/L×0.015L=1.5×10^-4mol，根據(jù)反應(yīng)可知25mL該樣品溶液中含有亞鐵離子的物質(zhì)的量為：1.5×10^-4mol×5=7.5×10^-4mol，則250mL溶液中含有亞鐵離子的物質(zhì)的量為：7.5×10^-4mol×$\frac{250mL}{25mL}$=7.5×10^-3mol，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，2.000g三草酸合鐵酸鉀晶體中含有鐵離子的質(zhì)量為：56g/mol×7.5×10^-3mol=0.42g，則三草酸合鐵酸鉀晶體中鐵元素含量為：$\frac{0.42g}{2.000g}$×100%=21%，
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；21；
（4）在氨水中存在電離平衡NH₃•H₂O?NH4⁺+OH^-，加入氯化銨晶體后，溶液中銨根離子濃度增大，平衡向著逆向移動，
A．平衡向著逆向移動，則溶液中氫氧根離子濃度減小，溶液的pH減小，故A錯誤；
B．平衡逆向移動，則氨水的電離度減少，故B正確；
C．加入氯化銨后平衡向著逆向移動，則溶液中c（OH^-）減少，故C正確； 
D．由于加入了氯化銨，則溶液中的c（NH₄⁺）增大，故D錯誤；
故答案為：AD；
（5）A．在氨水中加入一定量鹽酸，溶液中一定滿足電荷守恒：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），故A正確；
B．當(dāng)恰好反應(yīng)生成氯化銨時，根據(jù)物料守恒可得：c（Cl^-）=c（NH₃•H₂O）+c（NH₄⁺），故B正確；
C．當(dāng)溶液為中性時，則滿足c（Cl^-）=c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-），故C正確；
D．氨水為弱堿，無論怎樣反應(yīng)，溶液中氫氧根離子濃度一定小于銨根離子濃度，則不可能滿足c（OH^-）＞c（NH₄⁺），故D錯誤；
故答案為：D；
（6）①弱電解質(zhì)的電離為吸熱反應(yīng)，溫度升高，NH₃•H₂O的電離程度增大，電離平衡向右移動，一水合氨的電離度與氨水濃度有關(guān)，只有電離平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，
故答案為：右；a；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，氨水濃度在降低，而溫度升高，兩者雙重作用使c（OH^-）基本不變，
故答案為：氨水濃度降低，使c（OH^-）減小，而溫度升高，使c（OH^-）增大，雙重作用使c（OH^-）基本不變．

點(diǎn)評 本題考查了探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量的方法，題目難度中等，涉及電離平衡及其影響、氧化還原反應(yīng)的配平、離子方程式書寫、物質(zhì)組成及含量的測定實驗等知識，試題知識點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>