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，可作為有機反應的催化劑。實驗室可用鐵屑為原料制備，相關反應過程如下，請回下列問題：

（1）鐵屑中常含硫元素，因而在制備FeSO₄時會產(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       。

（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②~④至恒重，⑥計算。

步驟③需要在干燥器中進行的原因是                              ；

步驟⑤的目的是                                                。

（4）可被酸性KMnO₄溶液氧化放出CO₂氣體，所以實驗產(chǎn)物中K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O含量測定可用KMnO₄標準溶液滴定。

①寫出滴定過程中發(fā)生反應的離子方程式                                 ；

②下列滴定操作中使滴定結(jié)果偏高的是         ；

A．滴定管用蒸餾水洗滌后，立即裝入標準液

B．錐形瓶在裝待測液前未用待測液潤洗

C．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失

D．讀取標準液體積時，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^-1酸性KMnO₄溶液滴定，達到滴定終點時酸性KMnO₄溶液消耗24mL，計算產(chǎn)物中K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O的質(zhì)量分數(shù)                         。[已知摩爾質(zhì)量M(K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O)=491g·mol^-1]

 

Answer 1

【答案】

（1）A（2）防止Fe^2＋的水解，三草酸合鐵酸鉀難溶于乙醇，便于析出（3）防止吸水；確保結(jié)晶水全部失去（4）① 2MnO_­4^-＋C₂O₄^2-＋16H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O或2 MnO_­4^-＋5H₂C₂O₄＋6H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O）②AC ③49.1%

【解析】

試題解析：（1）A、H₂S氣體在裝置A中可與氫氧化鈉溶液充分反后被吸收并使試驗氣體正常排出，故A正常B、H₂S氣體在裝置B中不能與氫氧化鈉溶液充分反應就直接排出，故B錯誤；C、H₂S氣體在裝置C中能與氫氧化鈉溶液充分反應但無法排出，故C錯誤；D、H₂S氣體在裝置B中不能與氫氧化鈉溶液充分反應且通氣后瓶內(nèi)氣壓增大會將溶液排出，故D錯誤；（2）由于亞鐵離子能夠在溶液中發(fā)生水解反應，所以加入硫酸抑制了亞鐵離子的水解，亞鐵離子容易被雙氧水氧化成鐵離子，故答案為：防止Fe²⁺水解；使Fe²⁺氧化為Fe³⁺；（3）步驟③需要在干燥器中進行，防止晶體吸收空氣中的水分；重復步驟②～④至恒重，保證結(jié)晶水完全失去，故答案為：防止吸收空氣中的水；檢驗晶體中的結(jié)晶水是否已全部失去；（4）①由題意可知 2MnO_­4^-＋5C₂O₄^2-＋16H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O或2MnO_­4^-＋5H₂C₂O₄＋6H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O）；②A、管壁有殘留的蒸餾水稀釋標準溶液，使滴定結(jié)果偏高，故A正確；B、在實驗操作中錐形瓶使用前不能用待測液潤洗，若使用待測液潤洗會導致滴定結(jié)果偏高，故B不會導致結(jié)果偏高；C、滴定后氣泡消失會增大待測液的計算體積，使滴定結(jié)果偏高，故C正確；D、讀取標準溶液時，滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)，會使讀取的標準溶液體積減少，使滴定結(jié)果偏小，故D錯誤。③

2MnO_­4^-＋5C₂O₄^2-＋16H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O

0.1×0.024  m

2×158   5×88

求出發(fā)生反應的C₂O₄^2-質(zhì)量，再根據(jù)反應中使用C₂O₄^2-的質(zhì)量求出K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O的質(zhì)量分數(shù)為49.1%。

考點：實驗方案的設計；氧化還原反應；