Question

（本题共12分）

三草酸合铁酸钾（K₃[Fe(C₂O₄)₃]·xH₂O）是一种光敏材料，110℃时失去全部结晶水。

完成下列填空：

某实验小组为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，做了如下实验：

（一）铁含量的测定

步骤一：称量5.00g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250mL溶液。

步骤二：取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液将草酸根恰好全部氧化成CO₂，MnO₄^－同时被还原为Mn²⁺。向反应后的溶液中加入锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤并洗涤，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。

步骤三：用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO₄溶液20.02mL，滴定中MnO₄^－被还原成Mn²⁺ 。

重复步骤二和步骤三操作，滴定消耗0.010mol/L KMnO₄溶液19.98mL。

37．配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是：称量、_____、冷却、转移、洗涤并转移、_____、摇匀。

38．加入锌粉的目的是__________________。

39．写出步骤三中发生反应的离子方程式_______________________。

40．实验测得该晶体中铁的质量分数为______________。在步骤二中，若滴加的KMnO₄溶液的量不够，则测得的铁含量_________。（选填“偏低”、“偏高”或“不变”）

（二）结晶水的测定

将坩埚洗净，烘干至恒重，记录质量；在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体，称量并记录质量；加热至110℃，恒温一段时间，置于空气中冷却，称量并记录质量；计算结晶水含量。

41．请纠正上述实验过程中的两处错误：___________________________________________

Answer

（共12分）37．溶解、定容 ；38．将Fe3+还原为Fe2+ （2分）

39．5Fe2++MnO4－+8H+→5Fe3+ + Mn2++4H2O（2分）40．0.112（2分）；偏高（2分）；

41．（1）应将坩埚置于干燥器中冷却；（2）应进行恒重操作。

【解析】

试题分析：37．用固体物质配制溶液的操作步骤依次是：称量、溶解、冷却、转移、洗涤并转移、定容、摇匀。

38．加入锌粉的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+；

39．在步骤三中MnO4－将Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、原子守恒和电荷守恒可得发生反应的离子方程式5Fe2++MnO4－+8H+→5Fe3+ + Mn2++4H2O；平均消耗KMnO4溶液的体积是20.00ml，n(MnO4－) =0.010mol/L ×0.020L=2.00L×10-3mol，则根据方程式可得n(Fe3+)=5 n(MnO4－) =1.00×10-2mol. 实验测得该晶体中铁的质量分数为(1.00×10-2mol×56g/mol) ÷5.00g =0.112；在步骤二中，若滴加的KMnO4溶液的量不够，则由于其中还含有还原性的物质也会在第三步中消耗KMnO4溶液，使测得的铁含量就会偏高；

41．在上述实验过程中的两处错误是（1）应将坩埚置于干燥器中冷却；（2）应进行恒重操作。

考点：考查溶液的配制步骤、物质的作用、离子方程式的书写、元素含量的测定与计算误差分析、方案的设计与评价的知识。