三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體(K3[Fe(C2O4)3]?3H2O)為翠綠色的單斜晶體,易溶于水(溶解度0℃,4.7 g/100 g;100℃,117.7 g/100 g),難溶于乙醇。
(1)Ⅰ制備:以硫酸亞鐵銨為原料,與草酸在酸性溶液中先制得草酸亞鐵晶體:(NH4)2Fe(SO4)2+H2C2O4+2H2O═FeC2O4?2H2O↓+(NH4)2SO4+H2SO4,然后再用草酸亞鐵晶體在草酸鉀和草酸的存在下,以過(guò)氧化氫為氧化劑,制得三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeC2O4?2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]?3H2O2FeC2O4?2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]?3H2O。
(2)Ⅱ測(cè)定三草酸合鐵酸鉀晶體中鐵的含量。
步驟一:稱量5.00 g三草酸合鐵酸鉀晶體,配制成250 mL溶液。
步驟二:取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.010mol/L KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液,錐形瓶?jī)?nèi)溶液變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液,錐形瓶?jī)?nèi)溶液變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色。
步驟三:向上述溶液中加入過(guò)量鋅粉至反應(yīng)完全后,過(guò)濾、洗滌,將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。
步驟四:向錐形瓶中加稀H2SO4酸化,用0.010 mol/L KMnO4滴定,消耗KMnO4溶液20.00 mL。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
①在步驟二中,若加入的KMnO4溶液的量不夠,則測(cè)得的鐵含量偏高偏高。(選填“偏低”、“偏高”、“不變”)
②寫出步驟四中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。
③實(shí)驗(yàn)測(cè)得該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為n(KMnO4)=c?V=0.010mol/L×0.02L=2.0×10-4mol,則根據(jù)方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知Fe2+的物質(zhì)的量n(Fe2+)=5n(KMnO4)=5×2.0×10-4mol=1.0×10-3mol,m(Fe2+)=1.0×10-3mol×56g/mol=0.056g,則Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.056g×250mL25mL5.00g×100%=11.2%n(KMnO4)=c?V=0.010mol/L×0.02L=2.0×10-4mol,則根據(jù)方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知Fe2+的物質(zhì)的量n(Fe2+)=5n(KMnO4)=5×2.0×10-4mol=1.0×10-3mol,m(Fe2+)=1.0×10-3mol×56g/mol=0.056g,則Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.056g×250mL25mL5.00g×100%=11.2%。(寫出計(jì)算過(guò)程)
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【考點(diǎn)】探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量;化學(xué)方程式的書寫.
【答案】2FeC2O4?2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]?3H2O;滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液,錐形瓶?jī)?nèi)溶液變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色;偏高;5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;n(KMnO4)=c?V=0.010mol/L×0.02L=2.0×10-4mol,則根據(jù)方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知Fe2+的物質(zhì)的量n(Fe2+)=5n(KMnO4)=5×2.0×10-4mol=1.0×10-3mol,m(Fe2+)=1.0×10-3mol×56g/mol=0.056g,則Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:×100%=11.2%
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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