Question

（2012?長寧區(qū)二模）三草酸合鐵酸鉀晶體（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?xH₂O）是一種光敏材料，可用于攝影和藍色印刷．為測定該晶體中鐵的含量和結(jié)晶水的含量，某實驗小組做了如下實驗：
（1）查資料得該晶體在110℃可完全失去結(jié)晶水．于是將坩堝洗凈，烘干至恒重，記錄質(zhì)量；在坩堝中加入研細的三草酸合鐵酸鉀晶體，稱量并記錄質(zhì)量；恒溫在110℃一段時間，置于空氣中冷卻，稱量并記錄質(zhì)量；計算結(jié)晶水含量．請糾正實驗過程中的兩處錯誤：

加熱后沒有在干燥器中冷卻

，

晶體加熱后，沒有進行恒重操作

．
（2）已知2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄→K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O，現(xiàn)稱量5.000g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250ml溶液，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．向反應(yīng)后的溶液中加入一小匙鋅粉，加熱至淺黃色剛好消失，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．加入鋅粉的目的是

將Fe³⁺還原成Fe²⁺，為進一步測定鐵元素的含量做準備

．
（3）用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定上一步驟所得溶液至終點，消耗KMnO₄溶液20.02ml，滴定中MnO₄^-被還原成Mn²⁺．寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O

．
（4）上述實驗滴定時，指示劑應(yīng)該

不加

（填“加”或“不加”），如何判斷滴定終點：

當(dāng)待測液中出現(xiàn)紫紅色，且振蕩后半分鐘內(nèi)不再褪色，就表明到了終點

．
（5）在（2）題步驟中，若加入的KMnO₄的溶液的量不足，可導(dǎo)致測得的鐵含量

偏高

．（選填“偏低”“偏高”“不變”）
（6）重復(fù)（2）（3）步驟操作，滴定消耗0.010mol/L KMnO₄溶液19.98ml．則實驗測得該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)為

11.12%

．若藍色手柄滴定管滴定后讀數(shù)如右圖所示，則以下記錄的數(shù)據(jù)正確的是

A

A．20.00mL    B.20.0mL     C.20.10mL     D.20.1mL．

Answer 1

分析：（1）加熱后沒有在干燥器中冷卻；晶體加熱后，沒有進行恒重操作；
（2）由（3）操作可知，利用高錳酸鉀測定亞鐵離子，故加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺，為進一步測定鐵元素的含量做準備；
（3）亞鐵離子與高錳酸根在酸性條件下反應(yīng)生成鐵離子、錳離子與水，配平書寫方程式；
（4）KMnO4溶液本身為紫紅色，當(dāng)待測液中出現(xiàn)紫紅色，且振蕩后半分鐘內(nèi)不再褪色，就表明到了終點；
（5）加入的KMnO₄的溶液的量不足，導(dǎo)致草酸根有剩余，再滴定亞鐵離子時，進行與高錳酸鉀反應(yīng)，使的滴定亞鐵離子消耗的高錳酸鉀的體積偏大；
（6）根據(jù)離子方程式計算n（Fe²⁺），根據(jù)元素守恒，利用m=nM計算晶體中鐵元素的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)定義計算；由圖可知，右側(cè)的讀數(shù)比左側(cè)小0.01，故右側(cè)滴定的讀數(shù)為20.00mL．

解答：解：（1）實驗過程中的兩處錯誤：加熱后沒有在干燥器中冷卻；晶體加熱后，沒有進行恒重操作，
故答案為：加熱后沒有在干燥器中冷卻；晶體加熱后，沒有進行恒重操作；
（2）由（3）操作可知，利用高錳酸鉀測定亞鐵離子，故加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺，為進一步測定鐵元素的含量做準備，
故答案為：將Fe³⁺還原成Fe²⁺，為進一步測定鐵元素的含量做準備；
（3）高錳酸鉀在酸性溶液中具有強氧化性能氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為錳離子，發(fā)生的離子反應(yīng)為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（4）高錳酸鉀溶液為紫紅色，可以利用溶液顏色變化來指示反應(yīng)的終點，不需要指示劑，高錳酸鉀溶液呈紫色和亞鐵離子反應(yīng)到恰好反應(yīng)后滴入最后一滴高錳酸鉀溶液紫色半分鐘不褪色證明反應(yīng)終點；
故答案為：不加；當(dāng)待測液中出現(xiàn)紫紅色，且振蕩后半分鐘內(nèi)不再褪色，就表明到了終點；
（5）加入的KMnO₄的溶液的量不足，導(dǎo)致草酸根有剩余，再滴定亞鐵離子時，進行與高錳酸鉀反應(yīng)，使的滴定亞鐵離子消耗的高錳酸鉀的體積偏大，導(dǎo)致測定的亞鐵離子的物質(zhì)的量偏大，故鐵元素的質(zhì)量偏大，計算測定的鐵元素的質(zhì)量分數(shù)偏高，
故答案為：偏高；
（6）再重復(fù)（2）、（3）步驟，滴定消耗0.01moL/KMnO₄溶液平均體積為19.98mL；
     5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
   5mol   1mol
n（Fe²⁺）  0.010×0.01998mol
配制成250moL溶液，取所配溶液25.00moL進行的中和滴定實驗，含亞鐵離子物質(zhì)的量n（Fe²⁺）=5×0.010×0.01998mol，所以250ml溶液中亞鐵離子物質(zhì)的量為：10×5×0.010×0.01998mol，鐵的質(zhì)量分數(shù)ω（Fe）=（10×5×0.010×0.01998mol×56 g/mol）÷5.000 g×100%=11.12%；
由圖可知，右側(cè)的讀數(shù)比左側(cè)小0.01，故右側(cè)滴定的讀數(shù)為20.00mL，故選A，
故答案為：11.12%；A．

點評：本題考查較為綜合，涉及到溶液的配制、滴定操作的指示劑選擇，氧化還原反應(yīng)的離子方程式的書寫，化學(xué)方程式的計算，注意基礎(chǔ)實驗知識的積累，把握實驗步驟、原理和注意事項等問題．