Question

K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O [三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体]易溶于水，难溶于乙醇，可作为有机反应的催化剂。实验室可用铁屑为原料制备，相关反应过程如下，请回下列问题：

（1）铁屑中常含硫元素，因而在制备FeSO₄时会产生有毒的H₂S气体，该气体可用氢氧化钠溶液吸收。下列吸收装置正确的是       。

（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）晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，主要步骤有：①称量，②置于烘箱中脱结晶水，③冷却，④称量，⑤重复②~④至恒重，⑥计算。

步骤③需要在干燥器中进行的原因是                              ；

步骤⑤的目的是                                                。

（4）可被酸性KMnO₄溶液氧化放出CO₂气体，所以实验产物中K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O含量测定可用KMnO₄标准溶液滴定。

①写出滴定过程中发生反应的离子方程式                                 ；

②下列滴定操作中使滴定结果偏高的是         ；

A．滴定管用蒸馏水洗涤后，立即装入标准液

B．锥形瓶在装待测液前未用待测液润洗

C．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失

D．读取标准液体积时，滴定前仰视读数，滴定后俯视读数

③取产物10.0g配成100mL溶液，从中取出20mL于锥形瓶中，用浓度为0.1mol·L^-1酸性KMnO₄溶液滴定，达到滴定终点时酸性KMnO₄溶液消耗24mL，计算产物中K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O的质量分数                         。[已知摩尔质量M(K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O)=491g·mol^-1]

Answer

（1）A（2）防止Fe2＋的水解，三草酸合铁酸钾难溶于乙醇，便于析出（3）防止吸水；确保结晶水全部失去（4）① 2MnO­4-＋C2O42-＋16H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O或2 MnO­4-＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O）②AC ③49.1%

【解析】

试题解析：（1）A、H2S气体在装置A中可与氢氧化钠溶液充分反后被吸收并使试验气体正常排出，故A正常B、H2S气体在装置B中不能与氢氧化钠溶液充分反应就直接排出，故B错误；C、H2S气体在装置C中能与氢氧化钠溶液充分反应但无法排出，故C错误；D、H2S气体在装置B中不能与氢氧化钠溶液充分反应且通气后瓶内气压增大会将溶液排出，故D错误；（2）由于亚铁离子能够在溶液中发生水解反应，所以加入硫酸抑制了亚铁离子的水解，亚铁离子容易被双氧水氧化成铁离子，故答案为：防止Fe2+水解；使Fe2+氧化为Fe3+；（3）步骤③需要在干燥器中进行，防止晶体吸收空气中的水分；重复步骤②～④至恒重，保证结晶水完全失去，故答案为：防止吸收空气中的水；检验晶体中的结晶水是否已全部失去；（4）①由题意可知 2MnO­4-＋5C2O42-＋16H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O或2MnO­4-＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O）；②A、管壁有残留的蒸馏水稀释标准溶液，使滴定结果偏高，故A正确；B、在实验操作中锥形瓶使用前不能用待测液润洗，若使用待测液润洗会导致滴定结果偏高，故B不会导致结果偏高；C、滴定后气泡消失会增大待测液的计算体积，使滴定结果偏高，故C正确；D、读取标准溶液时，滴定前仰视读数，滴定后俯视读数，会使读取的标准溶液体积减少，使滴定结果偏小，故D错误。③

2MnO­4-＋5C2O42-＋16H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O

0.1×0.024  m

2×158   5×88

求出发生反应的C2O42-质量，再根据反应中使用C2O42-的质量求出K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的质量分数为49.1%。

考点：实验方案的设计；氧化还原反应；