Question

（本题满分18分）草酸亚铁为黄色固体，作为一种化工原料，可广泛用于涂料、陶瓷、玻璃器皿等的着色剂以及新型电池材料、感光材料的生产。合成草酸亚铁的流程如下：

（1）配制(NH₄)₂Fe(SO₄)₂6H₂O溶液时，需加入少量稀硫酸，目的是_____________。

（2）得到的草酸亚铁沉淀需充分洗涤，检验是否洗涤干净的方法是_____________。

（3）将制得的产品(FeC₂O₄·2H₂O)在氩气气氛中进行加热分解，结果如下图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。

①则A-B发生反应的化学方程式为_____________；

②已知B→C过程中有等物质的量的两种气态氧化物生成，写出B→C的化学方程式_____________；

（4）某草酸亚铁样品中含有少量草酸铵。为了测定不纯产品中草酸根的含量，某同学做了如下分析实验：

Ⅰ．准确称量m g样品，溶于少量2mol/L硫酸中并用100mL容量瓶定容。

Ⅱ．取上述溶液20mL，用c mol/L高锰酸钾标准溶液滴定，溶液变为淡紫色，消耗高锰酸钾溶液的体积为V₁ mL。

Ⅲ．向上述溶液中加入足量Zn粉，使溶液中的Fe³⁺恰好全部还原为Fe²⁺，过滤。

Ⅳ．洗涤剩余的锌粉和锥形瓶，洗涤液并入滤液。

Ⅴ．用c mol/L KMnO₄溶液滴定该滤液至溶液出现淡紫色，消耗KMnO₄溶液的体积V₂ mL。

回答下列问题：

①已知：草酸(H₂C₂O₄)与酸性高锰酸钾溶液反应，现象是有气泡产生，紫色消失，写出该反应的离子方程式：_____________；

②若省略步骤Ⅳ，则测定的草酸根离子含量     (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

③m g样品中草酸根离子的物质的量为_____________(用c，V₁，V₂的式子表示，不必化简)

Answer

（1）抑制Fe2+和NH4+离子水解；（2）取少量最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净；

（3）①FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O；②FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑；

（4）①2MnO4-+5H2C2O4+6H+ = 2Mn2+ +10CO2↑+8H2O；②偏大；③(cV1- cV2)×10-3×5/2×5mol

【解析】

试题分析：（1）溶液中Fe2+和NH4+离子容易水解，使溶液变浑浊，溶解时加入稀硫酸的目的是为了抑制Fe2+和NH4+离子水解；

（2）生成草酸亚铁沉淀后，溶液中含有硫酸根离子，只需要检验沉淀中是否含有硫酸根离子即可，具体操作为：取少量最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净；

（3）①在FeC2O4·2H2O固体中，结晶水的含量为×100%=20%，故过程A→B发生的反应是：草酸亚铁晶体受热失去结晶水，反应的化学方程式为：FeC2O4•2H2OFeC2O4+2H2O↑；

②根据草酸亚铁中元素的种类，可知受分解生成等物质的量的两种气态氧化物为CO和CO2气体，发生反应的化学方程式为FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑；

（4）①草酸(H2C2O4)与酸性高锰酸钾溶液反应有气泡产生，紫色消失，发生反应的离子方程式为：2MnO4-+ 5H2C2O4+ 6H+ =2Mn2+ +10CO2↑+8H2O；

②根据2MnO4-+5H2C2O4+6H+ = 2Mn2+ +10CO2↑+8H2O，若省略步骤Ⅳ，锌粒表面吸附部分Fe2+，使得亚铁离子的量偏少，则测定的草酸根离子含量偏大；

③设样品中草酸根离子的物质的量为x，亚铁离子的物质的量为y，根据2MnO4-+5C2O42-+16H+ = 2Mn2+ +10CO2↑+8H2O和MnO4-+8H++5Fe2+ = 5Fe3+ + Mn2++4H2O可知cV1×10-3=x+y、cV2×10-3=y，解得x=(cV1- cV2)×10-3××5mol。

【考点定位】本题主要是考查物质制备的工艺流程、化学实验的基本操作、化学计算

【名师点晴】化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分，也是进行分析推理得出结论的依据，掌握物质的性质和相互之间的反应关系，并有助于提高观察、实验能力。所以，对化学实验不仅要认真观察，还应掌握观察实验现象的方法。关于化学计算要注意灵活应用关系式发和各种守恒法，许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：①反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；②电解质溶液中的电荷守恒；③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。