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寫出滴定過程中發生反應的離子方程式                                ；
②下列滴定操作中使滴定結果偏高的是        ；

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，滴定后俯視讀數

③取產物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，計算產物中K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O的質量分數                        。[已知摩爾質量M(K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O)=491g·mol^-1]

Answer 1

（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果偏高，故B不會導致結果偏高；C、滴定后氣泡消失會增大待測液的計算體積，使滴定結果偏高，故C正確；D、讀取標準溶液時，滴定前仰視讀數，滴定后俯視讀數，會使讀取的標準溶液體積減少，使滴定結果偏小，故D錯誤。③
2MnO_­4^-＋5C₂O₄^2-＋16H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O
0.1×0.024  m
2×158   5×88
求出發生反應的C₂O₄^2-質量，再根據反應中使用C₂O₄^2-的質量求出K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O的質量分數為49.1%。
考點：實驗方案的設計；氧化還原反應；