Question

K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O[三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体]易溶于水,难溶于乙醇,可作为有机反应的催化剂。实验室可用铁屑为原料制备,相关反应的化学方程式为:Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂↑、FeSO₄+H₂C₂O₄+2H₂O＝FeC₂O₄·2H₂O↓+H₂SO₄、2FeC₂O₄·2H₂O+H₂O₂+H₂C₂O₄+3K₂C₂O₄＝2K₃[Fe(C₂O₄)₃]+6H₂O、2MnO₄^－+5C₂O₄^2－+16H⁺＝2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O。回答下列问题:

(1)铁屑中常含硫元素,因而在制备FeSO₄时会产生有毒的H₂S气体,该气体可用氢氧化钠溶液吸收。下列吸收装置正确的是_____。

(2)在将Fe²⁺氧化的过程中,需控制溶液温度不高于40 ℃,理由是_______;得到K₃[Fe(C₂O₄)₃]溶液后,加入乙醇的理由是________。

(3)晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定,主要步骤有:①称量,②置于烘箱中脱结晶水,③冷却,④称量,⑤__________(叙述此步操作),⑥计算。步骤③若未在干燥器中进行,测得的晶体中所含结晶水含量____(填“偏高”“偏低”或“无影响”);步骤⑤的目的是_______________。

(4)晶体中C₂O₄^2－含量的测定可用酸性KMnO₄标准溶液滴定。称取三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体m g溶于水配成250 mL溶液,取出20.00 mL放入锥形瓶中,用0.010 0 mol·L^-1酸化的高锰酸钾溶液进行滴定。

①下列操作及说法正确的是___。

A.滴定管用蒸馏水洗涤后,即可装入标准溶液

B.装入标准溶液后,把滴定管夹在滴定管夹上,轻轻转动活塞,放出少量标准液,使尖嘴充满液体

C.接近终点时,需用蒸馏水冲洗瓶壁和滴定管尖端悬挂的液滴

②有同学认为该滴定过程不需要指示剂,那么滴定终点的现象为________,若达到滴定终点消耗高锰酸钾溶液V mL,那么晶体中所含C₂O₄^2－的质量分数为____(用含V、m的式子表示)。

Answer

A 防止H2O2分解 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾在乙醇中溶解度小 重复②～④步操作至恒重 偏低 检验晶体中的结晶水是否已全部失去 B 当滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液恰好由无色变为浅红色,且半分钟不褪色

【解析】

（1）A．该装置中硫化氢与氢氧化钠溶液接触面积大，从而使硫化氢吸收较完全，且该装置中气压较稳定，不产生安全问题，故A正确；

B．硫化氢与氢氧化钠接触面积较小，所以吸收不完全，故B错误；

C．没有排气装置，导致该装置内气压增大而产生安全事故，故C错误；

D．该装置中应遵循“长进短出”的原理，故D错误；

故选A；

（2）双氧水不稳定，温度高时，双氧水易分解，为防止双氧水分解，温度应低些；根据相似相溶原理知，三草酸合铁酸钾在乙醇中溶解度小，所以得到K3[Fe(C2O4)3]溶液后，再想获得其晶体，常加入无水乙醇；

（3）晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，步骤⑤的目的是检验晶体中的结晶水是否已全部失去，也叫恒重操作；步骤③未在干燥器中进行，晶体中结晶水不能全部失去，所以称量出的水的质量偏小，测得的晶体中所含结晶水含量也偏低；

（4）①A.滴定管用蒸馏水洗涤后,需要用标准液润洗，然后在装入标准溶液，A错误；

B.装入标准溶液后,把滴定管夹在滴定管夹上,轻轻转动活塞,放出少量标准液,使尖嘴充满液体，B正确；

C.接近终点时,不需用蒸馏水冲滴定管尖端悬挂的液滴，否则会导致测定结果偏高，C错误；

答案选B；

②由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，则终点的实验现象为当滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液恰好由无色变为浅红色,且半分钟不褪色；n(MnO4－)=V×10-3L×0.0100 mol·L-1,根据方程式可知n(C2O42－)=n(MnO4－)××10-5mol,m(C2O42－)=×10-5mol×88 g·mol-1=2.75V×10-2g，所以晶体中所含C2O42－的质量分数为2.75V/100m。