Question

三草酸合鐵酸鉀晶體（K₃[Fe(C₂O₄)₃]·xH₂O）是一種光敏材料，在110℃可完全失去結晶水。為測定該晶體中鐵的含量，某實驗小組做了如下實驗：
步驟一：稱量5.40g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氧化成二氧化碳，同時，MnO₄^－被還原成Mn²⁺。向反應后的溶液中加入適量鋅粉使Fe³⁺全部轉化為Fe²⁺，同時有氣泡產生，過濾，洗滌，將過濾及洗滌所得溶液A收集到錐形瓶中，此時，溶液仍呈酸性。
步驟三：用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定溶液A至終點，消耗KMnO₄溶液21.98ml，反應中MnO₄^－被還原成Mn²⁺ 。
重復步驟二、步驟三操作，消耗0.010mol/L KMnO₄溶液22.02ml。
請回答下列問題：
①配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作依次是：稱量、溶解、冷卻、轉移、洗滌、           、搖勻。
②“步驟一”所得溶液的顏色為             。
③寫出“步驟二”中加鋅粉產生氣泡的離子方程式                                   ；
寫出“步驟二”中Fe³⁺轉化為Fe²⁺的離子方程式                            。
④“步驟三”KMnO₄溶液應裝在        式滴定管中；檢查該滴定管不漏水，用水洗凈后，裝入KMnO₄標準溶液前，要對該滴定管進行的操作是            　　           　 ；
判斷滴定至終點依據的現象是   　　                                       。
⑤實驗測得該晶體中鐵的質量分數為                    。

Answer 1

(共16分，每空2分)
①定容（有“定容”計2分，多答不扣分）  ②黃色
③Zn + 2H⁺＝Zn²⁺ + H₂↑    Zn  + 2Fe³⁺ ＝2 Fe²⁺   + Zn²⁺
④酸    潤洗（答到潤洗即可，詳細表述也行）  錐形瓶內溶液變紅色且半分鐘內不消失
⑤11.4%

解析試題分析：①在配制物質的量濃度的溶液時，要經過：計算→稱量→溶解→移液、洗滌→振蕩→定容→搖勻等步驟定容；
②加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺，故答案為：黃色；
③在步驟三中發生的離子反應為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
⑤KMnO₄具有強氧化性，應裝在酸式滴定管中。滴定管使用前進行的操作是潤洗。判斷滴定至終點依據的現象是錐形瓶內溶液變紅色且半分鐘內不消失。
④根據步驟三中的離子反應可知：n（Fe）=5n（MnO₄^-）=5×[(21.98mL+22.02mL)/2]×0.01 mol?L^-1×10^-3×10=.1.1×10^-2mol，m（Fe）="56" g?mol^-1×1.01×10^-2mol=0.57g．晶體中鐵的質量分數=0.57g/5g×100%=11.4%。
考點：探究物質的組成或測量物質的含量 氧化還原反應 溶液的配制
點評：本題考查較為綜合，涉及到溶液的配制、滴定和結晶等操作，注意基礎實驗知識的積累，把握實驗步驟、原理和注意事項等問題。