Question

【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)是一種黃色難溶于水的固體，受熱易分解，是生產(chǎn)鋰電池、涂料、著色劑以及感光材料的原材料。

Ⅰ、草酸亞鐵晶體的制備：

(1)步驟①硫酸亞鐵銨晶體加稀硫酸溶解的原因是___________________。

(2)步驟2傾析的作用是使固液分離，具體操作是靜置后，將沉淀上部的溶液傾入另一容器，從而獲得固體。傾析法與普通的過(guò)濾相比，明顯的優(yōu)點(diǎn)是____________________。

(3)硫酸亞鐵銨俗稱莫爾鹽，在空氣中比一般的亞鐵鹽穩(wěn)定，較難被氧化，其水溶液的性質(zhì)與組成它的簡(jiǎn)單鹽的混合溶液沒(méi)有區(qū)別。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明硫酸亞鐵銨比硫酸亞鐵更穩(wěn)定______________________。

Ⅱ、測(cè)定草酸亞鐵的純度：

(4)在步驟③的溶液中除發(fā)生反應(yīng)MnO4-+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O 外，還有另一氧化還原反應(yīng)，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式__________________ ；用KmnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________________。

(5)步驟④加入適量鋅粉的目的是________________。

(6)相同條件下，重復(fù)滴定三次，步驟③平均消耗KmnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液V1mL，步驟⑤平均消耗V2mL，則mg固體樣品的純度計(jì)算式為______________。(用相關(guān)字母表示，不必化簡(jiǎn))

Answer 1

【答案】 抑制Fe2+的水解 操作簡(jiǎn)便、加快固液分離的速率(回答一個(gè)即得分) 取等物質(zhì)的量的硫酸亞鐵銨和硫酸亞鐵固體，空氣中放置相同的數(shù)分鐘，用等體積和不含氧的蒸餾水溶解(各加入同濃度、等體積的硫酸)，再加入2滴同濃度的KSCN溶液，觀察到硫酸亞鐵溶液的顏色更深，說(shuō)明硫酸亞鐵銨比硫酸亞鐵更穩(wěn)定 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液加入后，錐形瓶中的溶液顏色由黃色變?yōu)榈�紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色 將Fe3+還原為Fe2+ 4.5cV2/m×l00%

【解析】Ⅰ、（1）Fe2+易發(fā)生水解Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,在溶解的過(guò)成中，加入與其陰離子對(duì)應(yīng)的酸（硫酸）抑制Fe2+的水解，故答案為：抑制Fe2+的水解；

（2）過(guò)濾，水浸過(guò)濾紙的速度較慢；傾析法直接傾倒，相較而言，操作更為簡(jiǎn)便、分離速率也快。故答案為：操作簡(jiǎn)便、加快固液分離的速率；

（3）根據(jù)已知：硫酸亞鐵銨在空氣中比一般的亞鐵鹽穩(wěn)定，可以確定實(shí)驗(yàn)思路，將要比較的兩種鹽都放置在空氣中一段時(shí)間，然后比較氧化產(chǎn)物Fe3+的存在情況。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要注意控制變量，即除了硫酸亞鐵銨和硫酸亞鐵這兩種藥品本身不同之外，其他的反應(yīng)條件時(shí)間均要相同。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表述為：取等物質(zhì)的量的硫酸亞鐵銨和硫酸亞鐵固體，空氣中放置相同的數(shù)分鐘，用等體積和不含氧的蒸餾水溶解(各加入同濃度、等體積的硫酸)，再加入2滴同濃度的KSCN溶液，觀察到硫酸亞鐵溶液的顏色更深，說(shuō)明硫酸亞鐵銨比硫酸亞鐵更穩(wěn)定。

Ⅱ、流程的目的為測(cè)定草酸亞鐵的純度，可以通過(guò)測(cè)定Fe2+的量而間接得出草酸亞鐵的量。取mg的樣品晶體溶解后配制成100mL。取2OmL樣液，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗V1mL高錳酸鉀溶液。滴定后，溶液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2。因?yàn)闃悠分泻�有草酸銨，所以不能根據(jù)這一次滴定數(shù)據(jù)計(jì)算草酸亞鐵。滴定后的溶液中存在Fe3+，加入Zn粉將Fe3+還原為Fe2+，再次用高錳酸鉀溶液滴定消耗V2mL高錳酸鉀溶液。

（4）草酸亞鐵晶體溶于稀硫酸后，C2O42-與H+結(jié)合為H2C2O4，溶液中含有兩種還原性物質(zhì)：Fe2+和H2C2O4，加入KMnO4溶液后，KMnO4也能將H2C2O4氧化為CO2，發(fā)生反應(yīng)為：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；當(dāng)高錳酸鉀將Fe2+和H2C2O4反應(yīng)完全后，再加入高錳酸鉀，溶液會(huì)立即變紅色，振蕩，半分鐘內(nèi)顏色不會(huì)褪去，即達(dá)到滴定終點(diǎn)，停止滴定。

故答案為：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液加入后，錐形瓶中的溶液顏色由黃色變?yōu)榈�紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色；

（5）根據(jù)上述分析，步驟④中加入Zn粉的目的：將Fe3+還原為Fe2+；

（6）步驟⑤中滴定Fe2+消耗V2mL高錳酸鉀溶液，根據(jù)方程式可列式子計(jì)算。

5Fe2+ + MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O

5mol1mol

ncV2×10-3mol

所以，n=5cV2×10-3(原樣液取的是20mL)

所以，mg樣品含有Fe2+物質(zhì)的量為5cV2×10-3mol×=2.5cV2×10-2mol

所以，FeC2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)==4.5cV2/m×l00%