Question

草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體K_x[Fe_y（C₂O₄）z]?nH₂O可用于攝影和藍色印刷．為確定其組成，某化學興趣小組在沒有氧氣干擾下進行如下實驗：
【實驗Ⅰ】草酸根含量的測定
稱取0.9820g樣品放入錐形瓶中，加入適量稀硫酸和一定量水，加熱至343～358K，用0.2000mol?L^-1 KMnO₄溶液滴定，滴定過程中草酸根離子轉(zhuǎn)變成CO₂逸出反應容器，KMnO₄轉(zhuǎn)變成Mn²⁺．達到滴定終點時，共消耗KMnO₄溶液12.00ml．
【實驗Ⅱ】鐵含量的測定
將上述滴定過草酸根的保留液充分加熱，使淡紫紅色消失．冷卻后，調(diào)節(jié)溶液pH并加入過量的KI固體，充分反應后調(diào)節(jié)pH至7左右，滴入幾滴淀粉溶液做指示劑，用0.2500mol?L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，共消耗Na₂S₂O₃溶液8.00ml．（已知：實驗Ⅱ中涉及的部分離子方程式為：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）
請根據(jù)上述實驗回答下列問題：
（1）實驗Ⅰ在滴定過程中反應的離子方程式為

 

．
（2）MnO₄^-在酸性條件下，加熱能分解為O₂，同時生成Mn²⁺．若實驗Ⅱ中沒有對實驗Ⅰ的保留液進行充分加熱，則測定的Fe³⁺的含量將會

 

（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．
（3）實驗Ⅱ用淀粉溶液做指示劑，則滴定終點觀察到的現(xiàn)象為

 

．
（4）通過計算確定樣品晶體的組成（寫出計算過程）．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）實驗Ⅰ在滴定過程中反應是酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性氧化草酸為二氧化碳，本身被還原為錳離子；
（2）若實驗Ⅱ中沒有對實驗Ⅰ的保留液進行充分加熱，則溶液中有剩余的MnO₄^-，MnO₄^-能氧化I^-生成碘單質(zhì)，從而導致與碘單質(zhì)反應的Na₂S₂O₃溶液的體積增大，因此導致測定Fe³⁺的含量偏高；
（3）由于單質(zhì)I₂遇到淀粉變藍色，所以費用終點的實驗現(xiàn)象是滴入最后一滴Na₂S₂O₃標準溶液，溶液由藍色變化為無色且半分鐘不變化，證明反應達到終點；
（4）依據(jù)氧化還原反應，結(jié)合化學方程式定量關系計算得到，2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；2MnO₄^-～5C₂O₄^2-； 2S₂O₃^2-～I₂～2 Fe³⁺；

解答： 解：（1）實驗Ⅰ在滴定過程中反應是酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性氧化草酸為二氧化碳，本身被還原為錳離子，反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑；
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑；
（2）若實驗Ⅱ中沒有對實驗Ⅰ的保留液進行充分加熱，則溶液中有剩余的MnO₄^-，MnO₄^-能氧化I^-生成碘單質(zhì)，從而導致與碘單質(zhì)反應的Na₂S₂O₃溶液的體積增大，因此導致測定Fe³⁺的含量偏高；
故答案為：偏高；
（3）由于單質(zhì)I₂遇到淀粉變藍色，所以費用終點的實驗現(xiàn)象是滴入最后一滴Na₂S₂O₃標準溶液，溶液由藍色變化為無色且半分鐘不變化，證明反應達到終點；
故答案為：滴下最后一滴Na₂S₂O₃標準溶液，溶液由藍色變成無色，且半分鐘內(nèi)不變色；
（4）依據(jù)氧化還原反應，結(jié)合化學方程式定量關系計算得到，2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
          2MnO₄^-～5C₂O₄^2-； 
            2       5
0.2×12×10^-3mol   n（C₂O₄^2-）
 n（C₂O₄^2-）=6×10^-3mol
          2S₂O₃^2-～I₂～2 Fe³⁺；
           2            2
0.25×8×10^-3mol        n（Fe³⁺）
 n（Fe³⁺）=2×10^-3mol
依據(jù)溶液中電荷守恒n（K⁺）=6×10^-3mol
結(jié)合質(zhì)量守恒得到：m（H₂O）=0.9820g-39g/mol×6×10^-3mol-56g/mol×2×10^-3mol-88g/mol×6×10^-3mol=0.108g
n（H₂O）=

0.108g/mol

18g/mol

=6×10^-3mol
n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（C₂O₄^2-）：n（H₂O）=3：1：3：3
化學式為K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O
答：化學式為K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O．

點評：本題考查了氧化還原反應滴定實驗的分析判斷和定量計算應用，主要是化學式的計算分析，實驗過程的理解應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．