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

bcae250ml容量瓶洗涤将Fe3+全部还原成Fe2+5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O偏高2K3[Fe（C2O4）3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2

【解析】(1). 要从硫酸亚铁溶液中得到绿矾，必须进行的实验操作是：先将溶液蒸发浓缩到溶液表面形成少量晶膜，然后冷却结晶，得到固液混合物，过滤出滤液后，直接向过滤器中加少量冷水洗涤晶体2～3次，最后将晶体转移到干燥器中干燥。所以正确的操作顺序为 bcae

(2). 步骤1中，配制250mL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250ml容量瓶 ；主要操作步骤依次是：称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀，缺少“洗涤”。

(3). 步骤2中，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，得到含Fe3+的黄色溶液，所以加入锌粉加热至黄色刚好消失的目的是将Fe3+全部还原成Fe2+。

(4). 步骤3中，酸性高锰酸钾溶液将亚铁离子氧化为铁离子，发生反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

(5). 步骤2中，若加入的KMnO4的溶液的量不够，则草酸根不能全部被氧化成二氧化碳，在步骤3中还会被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致步骤3消耗的酸性高锰酸钾溶液偏高，所以测得的铁含量偏高 。

(6). 8.74g无水三草酸合铁酸钾的物质的量=8.74g 437g/mol=0.02mol, 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)只能是CO和CO2的混合物，

气体的平均摩尔质量=1.647g/L22.4L/mol=36.89g/mol, 接近CO2的摩尔质量，所以n(CO):n(CO2)=4:5。由碳元素守恒，0.02mol K3[Fe（C2O4）3]含C原子0.12mol,分解得到的碳酸钾的物质的量为n(K2CO3)=0.02mol=0.03mol,所以这些K3[Fe（C2O4）3]分解产生的混合气体共0.09mol, 可得n(CO)=0.04mol，n(CO2)=0.05mol。再由氧元素守恒可得n(FeO)=0.02mol-0.03mol3-0.04mol1-0.05mol2=0.01mol.最后由铁元素守恒可得n(Fe)=0.02mol-0.01mol=0.01mol。

综上所述，n(K3[Fe（C2O4）3]):n(K2CO3):n(Fe):n(FeO):n(CO):n(CO2)=2:3:1:1:4:5，所以无水三草酸钾分解的化学方程式为：

2K3[Fe（C2O4）3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2