Question

13．三草酸合鐵酸鉀晶體（K₂[Fe（C₂O₄）₃]•xH₂O）是一種光敏材料，在110℃可完全失去結(jié)晶水．為測(cè)定該晶體中鐵的含量，某實(shí)驗(yàn)小組做了如下實(shí)驗(yàn)：
步驟一：稱量5.00g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(shí)，MnO₄^-被還原成Mn²⁺．向反應(yīng)后的溶液中加入一小匙鋅粉，加熱至黃色剛好消失，過濾，洗滌，將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中，此時(shí)，溶液仍呈酸性．
步驟三：用0.010mol/L　KMnO₄溶液滴定步驟二所得溶液至終點(diǎn)，消耗KMnO₄溶液20.02ml，滴定中MnO₄^-，被還原成Mn²⁺．
重復(fù)步驟二、步驟三操作，滴定消耗0.010mol/L　KMnO₄溶液19.98ml
請(qǐng)回答下列問題：
（1）配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作步驟依次是：稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌并轉(zhuǎn)移、定容、搖勻．
（2）若配制三草酸合鐵酸鉀溶液時(shí)仰視定容，則所配溶液物質(zhì)的量濃度偏低（選填“偏低”、“偏高”“不變”）
（3）加入鋅粉的目的是將三價(jià)鐵離子還原為二價(jià)鐵離子．
（4）寫出步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
（5）計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)得該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程），在步驟二中，若加入的KMnO₄的溶液的量不夠，則測(cè)得的鐵含量偏高．（選填“偏低”“偏高”“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的操作步驟解答；
（2）仰視定容導(dǎo)致溶液的體積偏大，依據(jù)C=$\frac{n}{V}$進(jìn)行誤差分析；
（3）鋅與三價(jià)鐵反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子和鋅離子；
（4）高錳酸鉀在酸性環(huán)境下能夠氧化二價(jià)鐵離子；
（5）根據(jù)離子方程式計(jì)算n（Fe²⁺），根據(jù)元素守恒，利用m=nM計(jì)算晶體中鐵元素的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算；
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(shí)，進(jìn)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；

解答 解：（1）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的操作步驟：計(jì)算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻；
所以缺少的步驟為：溶解；定容；
故答案為：溶解；定容；
（2）視定容導(dǎo)致溶液的體積偏大，依據(jù)C=$\frac{n}{V}$，可知溶液的濃度偏低；
故答案為：偏低；
（3）加入鋅粉與三價(jià)鐵離子反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，將三價(jià)鐵離子還原為二價(jià)鐵離子；
故答案為：將三價(jià)鐵離子還原為二價(jià)鐵離子；
（4）高錳酸鉀在酸性環(huán)境下能夠氧化二價(jià)鐵離子，反應(yīng)的離子方程式：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（5）消耗0.010mol/L　KMnO₄溶液19.98ml，依據(jù)方程式得：
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
5       1
n（Fe²⁺）  0.010mol/L×0.01998L
解得n（Fe²⁺）=0.000999mol，所以250ml溶液中亞鐵離子物質(zhì)的量為：0.00999mol；
鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω（Fe）=$\frac{0.00999mol×56g/mol}{5.00g}$×100%=11.2%；
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(shí)，進(jìn)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；
故答案為：11.2%；偏高；

點(diǎn)評(píng) 本題為綜合題，考查了一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制，滴定法測(cè)量物質(zhì)的含量，離子方程式的書寫，明確實(shí)驗(yàn)原理是解題關(guān)鍵，注意準(zhǔn)確判斷反應(yīng)物之間量的關(guān)系是解題關(guān)鍵，題目難度中等．