Question

三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K₃[Fe(C₂O₄)₃]•3H₂O)有很重要的用途．可用如图流程来制备．根据题意完成下列各题：

(1)要从溶液中得到绿矾，必须进行的实验操作是      ．(按前后顺序填写)

a．过滤洗涤     b．蒸发浓缩     c．冷却结晶    d．灼烧    e．干燥

某兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体(K₃[Fe(C₂O₄)₃]•3H₂O)中铁元素含量，做了如下实验：

步骤1：称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250ml溶液．

步骤2：取所配溶液25.00ml于锥形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳，同时，MnO₄^﹣被还原成Mn²⁺．向反应后的溶液中加入一定量锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍里酸性．

步骤3：在酸性条件下，用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步骤二所得溶液至终点，共做三次实验，平均消耗KMnO₄溶液20.00ml，滴定中MnO₄^﹣，被还原成Mn²⁺．

(2)步骤1中，配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有         ；

主要操作步骤依次是：称量、溶解、转移、              、定容、摇匀．

(3)步骤2中，加入锌粉的目的是          ．

(4)步骤3中，发生反应的离子方程式为：             ．

(5)步骤2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”)

(6)某同学将8.74g无水三草酸合铁酸钾(K₃[Fe(C₂O₄)₃])在一定条件下加热分解，所得固体的质量为5.42g，同时得到密度为1.647g/L(已折合成标准状况下)气体(是物质的量之比为4：5的混合气体)．研究固体产物得知，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃．写出该分解反应的化学方程式             ．

Answer

(1)bcae；(2)250ml容量瓶 洗涤；(3)将Fe3+全部还原成Fe2+

(4)5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；(5)偏高

(6)2K3[Fe(C2O4)3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2

【解析】

试题分析：(1)将混合液来制备绿矾时应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶，将析出的固体过滤、洗涤、干燥，即可得到绿矾，故答选：bcae；

(2)配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解，冷却后转移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，所以需要的仪器为：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管，故答案为：250ml容量瓶；洗涤；

(3)加入锌粉的目的是将Fe3+全部还原成Fe2+，故答案为：将Fe3+全部还原成Fe2+；

(4)MnO4-能氧化Fe2+得到Fe3+和Mn2+，在步骤3中发生的离子反应为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，故答案为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；

(5)若在步骤2中滴入酸性高锰酸钾溶液不足，则会有部分草酸根未被氧化，在步骤3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，故答案为：偏高；

(6)气体密度为1.647g/L，其摩尔质量为1.647g/L×22.4L/mol=36.9g/mol，所以气体为CO和C02，两者的物质的量之比=，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3，结合电子得失守恒，可推测铁元素只能以亚铁和铁单质的形式存在，故方程式为：2K3[Fe(C2O4)3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2，故答案为：2K3[Fe(C2O4)3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2。

【考点定位】考查制备实验方案的设计

【名师点晴】本题主要考查溶液的配制、滴定和结晶等操作，注意基础实验知识的积累，把握实验步骤、原理和注意事项等问题，掌握基础是关键。解答此类试题，关键是掌握化学实验的基本操作和熟悉制备的流程和原理。绿矾溶解于稀硫酸后加入草酸得到草酸亚铁晶体，过滤得到沉淀加入K2Cr2O4、H2O2、H2C2O4，反应后得到三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]•3H2O)。