Question

三草酸合鐵酸鉀晶體（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?xH₂O）是一種光敏材料，在110℃可完全失去結晶水．為測定該晶體中鐵的含量，某實驗小組做了如下實驗：
步驟一：稱量5.40g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250ml溶液．
步驟二：取所配溶液25.00ml于錐形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，同時，MnO₄^-被還原成Mn²⁺．向反應后的溶液中加入適量鋅粉使Fe³⁺全部轉化為Fe²⁺，同時有氣泡產生，過濾，洗滌，將過濾及洗滌所得溶液A收集到錐形瓶中，此時，溶液仍呈酸性．
步驟三：用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定溶液A至終點，消耗KMnO₄溶液21.98ml，反應中MnO₄^-被還原成Mn²⁺．
重復步驟二、步驟三操作，消耗0.010mol/L KMnO₄溶液22.02ml．
請回答下列問題：
①配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作依次是：稱量、溶解、冷卻、轉移、洗滌、

 

、搖勻．
②“步驟一”所得溶液的顏色為

 

．
③寫出“步驟二”中加鋅粉產生氣泡的離子方程式

 

；
寫出“步驟二”中Fe³⁺轉化為Fe²⁺的離子方程式

 

．
④“步驟三”KMnO₄溶液應裝在

 

式滴定管中；檢查該滴定管不漏水，用水洗凈后，裝入KMnO₄標準溶液前，要對該滴定管進行的操作是

 

；
判斷滴定至終點依據的現象是

 

．
⑤實驗測得該晶體中鐵的質量分數為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數據處理題

分析：①依據溶液配制的步驟分析判斷；
②5.40g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250ml溶液，溶液中含有鐵離子，溶液呈黃色；
③“步驟二”中加鋅粉產生氣泡是新和酸反應生成的氫氣；“步驟二”中Fe³⁺轉化為Fe²⁺的反應是加入的鋅和鐵離子反應生成亞鐵離子和鋅離子；
④高錳酸鉀溶液是強氧化劑，對見識滴定管的橡膠管具有腐蝕作用，所以選擇算是滴定管；滴定管檢漏后要對滴定管進行待裝標準液潤洗；高錳酸鉀溶液滴定亞鐵離子恰好反應的現象是利用滴入最后一滴高錳酸鉀溶液呈紫色，半分鐘不變化證明反應達到終點；
⑤依據亞鐵離子和酸性高錳酸鉀溶液反應的離子方程式定量關系計算得到．

解答： 解：①配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作依次是：稱量、溶解、冷卻、轉移、洗滌、定容、搖勻，故答案為：定容； 
②步驟一中，5.40g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250ml溶液，溶液中含有鐵離子，溶液呈黃色，故答案為：黃色；
③“步驟二”中加鋅粉產生氣泡是新和酸反應生成的氫氣，反應的離子方程式為：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；“步驟二”中Fe³⁺轉化為Fe²⁺的反應是加入的鋅和鐵離子反應生成亞鐵離子和鋅離子，反應的離子方程式為：Zn+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Zn²⁺，
故答案為：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；Zn+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Zn²⁺；
④高錳酸鉀溶液是強氧化劑，對見識滴定管的橡膠管具有腐蝕作用，所以選擇算是滴定管；滴定管檢漏后要對滴定管進行待裝標準液潤洗；高錳酸鉀溶液滴定亞鐵離子恰好反應的現象是利用滴入最后一滴高錳酸鉀溶液呈紫色，半分鐘不變化證明反應達到終點，
故答案為：酸；潤洗；錐形瓶內溶液變紅色且半分鐘內不消失；
⑤稱量5.40g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250ml溶液，取所配溶液25.00ml于錐形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，取所配溶液25.00ml于錐形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，同時，MnO₄^-被還原成Mn²⁺．向反應后的溶液中加入適量鋅粉使Fe³⁺全部轉化為Fe²⁺，同時有氣泡產生，過濾，洗滌，將過濾及洗滌所得溶液A收集到錐形瓶中，此時，溶液仍呈酸性，用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定溶液A至終點，消耗KMnO₄溶液21.98ml，依據鐵元素守恒計算得到，
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
5        1
n        0.010mol/L×0.021.98L
n=1.01×10^-3mol
250ml溶液中含有鐵元素物質的量=1.01×10^-3mol×

250

25

=1.01×10^-2mol；
該晶體中鐵的質量分數=

1.01×10-2mol×56g/mol

5.40g

×100%=11.4%，
故答案為：11.4%．

點評：本題考查了物質組成和含量的實驗分析判斷，溶液配制和滴定實驗步驟和過程分析是解題關鍵，題目難度中等．