Question

三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体(K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O)有很重要的用途。可用如下流程来制备。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）
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8.74 g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1.647 g/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

（1）bcae    （2）250ml容量瓶 洗涤      （3）还原Fe³⁺为Fe²⁺
（4）MnO₄^—+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+ 5Fe³⁺+4H₂O  
（5）偏高  （6）2K₃[Fe(C₂O₄)₃3K₂CO₃+Fe+FeO+4CO+5CO₂↑

试题分析：（1）FeSO₄在水中的溶解度比较大，而且受温度的影响变化较大，所以要从溶液中得到绿矾，必须进行的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥 。选项为b. c. a .e. （2） 配制成250ml无水三草酸合铁酸钾溶液要用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。（3）Fe²⁺不稳定，容易被空气中的氧气氧化为Fe³⁺。为防止Fe³⁺的生成，在步骤2中，加入锌粉。（4） KMnO₄与Fe²⁺发生氧化还原反应的离子方程式是：MnO₄^—+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+ 5Fe³⁺+4H₂O。（5）步骤2中，若加入的KMnO₄的溶液的量不够，三草酸合铁酸钾晶体中的草酸根离子偏少，则Fe²⁺的含量就偏高。即测得的铁含量偏高。（6） 根据无水三草酸合铁酸钾（K₃[Fe(C₂O₄)₃]）的质量8.74 g可计算其物质的量n(K₃[Fe(C₂O₄)₃])=" 8.74" g÷437g/mol=0.02mol,n(K₂CO₃)=" (0.02mol×3)" ÷2=0.03mol.m(K₂CO₃)=" 0.03mol×138g/mol=4.14g.n(Fe)=" n(K₃[Fe(C₂O₄)₃])=0.02mol。由于在所得固体中无Fe³⁺。所以Fe只能以Fe单质及FeO的形式存在,假设Fe 、FeO的物质的量分别为M、N。则n(Fe)+n(FeO)=0.02；56M+72N=5.42­4.14.解得M= 0.01，N=0.01。m(气体)=" 8.74" g-5.42g=3.32g,混合气体的平均摩尔质量为：1.647 g/L×22.4L/mol=36.89g/mol.n(气体)=" 3.32g" ÷36.89g/mol=0.09mol.根据物质的组成元素可知：气体只可能是CO、CO₂的混合物。假设CO、CO₂的物质的量分别为X、Y。则（28X+44Y）÷（X+Y）=36.89，解得X：Y=4：5。所以n(CO)=0.04mol；n(CO₂)=0.05mol.故 n(K₃[Fe(C₂O₄)₃])： n(K₂CO₃)： n(Fe)： n(FeO)： n(CO)： n(CO₂)=0.02：0.03：0.01：0.01：0.04：0.05=2：3：1：1：4： 5.所以Fe(C₂O₄)₃]分解的化学方程式为：K₃[Fe(C₂O₄)₃］3K₂CO₃+Fe+FeO+4CO+5CO₂↑