Question

（14分）三草酸合铁酸钾晶体（K₃[Fe(C₂O₄)₃]·xH₂O）是一种光敏材料，在110℃可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量，某实验小组做了如下实验：

Ⅰ．称量4.910g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250mL溶液。

Ⅱ．取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加稀硫酸酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根(C₂O₄²⁻)恰好全部氧化成二氧化碳，同时MnO₄⁻被还原成Mn²⁺。向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加热至溶液的黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍呈酸性。

Ⅲ．用0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定步骤Ⅱ所得溶液至终点，消耗KMnO₄溶液20.02mL，滴定中MnO₄⁻被还原成Mn²⁺ 。

Ⅳ．重复步骤Ⅱ、步骤Ⅲ操作，滴定消耗0.01000mol/L KMnO₄溶液19.98mL

请回答下列问题：

（1）滴定过程中需添加的指示剂是（若不需要请说明理由）                     

（2）加入锌粉的目的是                                     。

（3）写出步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式                             。

（4）实验测得该晶体中铁的质量分数为          ；X=                 。

（5）在步骤Ⅱ中，若加入的KMnO₄的溶液的量不够，则测得的铁含量             ；（选填“偏低”“偏高”“不变”，下同）若加入的锌粉的量不够，则测的铁的含量             。

Answer

（1）不需要 MnO4−紫色有颜色变化 （2）将Fe3+还原成Fe2+ （3）5Fe2+＋MnO4−＋8H+=5Fe3+＋Mn2+＋4H2O （4）11.40%或0.1140 3 （5）偏高 偏低

【解析】

试题解析：（1）高锰酸钾溶液为紫红色，可以利用溶液颜色变化来指示反应的终点，不需要指示剂；（2）加入锌粉的目的是将Fe3+恰好还原成Fe2+；（3）在步骤三中发生的离子反应为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；（4）根据步骤三中的离子反应可知：n（Fe）=5n（MnO4-）=5×

×0.01 mol•L-1×10-3×10=1.0×10-2mol，m（Fe）=56 g•mol-1×1.0×10-2mol=0.56g。晶体中铁的质量分数=×100%=11.4%；根据三草酸合铁酸钾晶体化学式可知11.4%=，

解得x=3；（5）若在步骤Ⅱ中滴入酸性高锰酸钾溶液不足，则会有部分草酸根离子未被氧化，在步骤Ⅲ中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大，从而计算出的铁的量增多，含量偏高；若加入的锌粉的量不够，则有三价铁未被还原，在步骤Ⅱ中消耗的高锰酸钾溶液的量将偏低，则测得铁的含量偏低。

考点：探究物质的组成或测量物质的含量