Question

【题目】草酸铁晶体Fe2(C2O4)3·xH2O可溶于水，且能做净水剂。为测定该晶体中铁的含量，做了如下实验：

步骤1：称量5.6g草酸铁晶体，配制成250 mL一定物质的量浓度的溶液。

步骤2：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，先加足量稀H2SO4酸化，再滴加KMnO4溶液，反应为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═ K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。向反应后的溶液加锌粉，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，此时溶液仍呈酸性。

步骤3：用0.0200 mol/LKMnO4溶液滴定步骤2所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液V1 mL，滴定中MnO4－被还原成Mn2＋。

重复步骤2、步骤3的操作2次，分别滴定消耗0.0200 mol/LKMnO4溶液为V2、V3 mL。

记录数据如下表：

实验编号	KMnO4溶液的浓度（mol/L）	KMnO4溶液滴入的体积（mL）
1	0.0200	V1 = 20.02
2	0.0200	V3 = 19.98
3	0.0200	V2 = 23.32

请回答下列问题：

（1）草酸铁溶液能做净水剂的原因______________________________（用离子方程式表示）。

（2）步骤2加入酸性高锰酸钾的作用_________________________________________________。

（3）加入锌粉的目的是______________________________。

（4）步骤3滴定时滴定终点的判断方法是_____________________________________________。

（5）在步骤3中，下列滴定操作使测得的铁含量偏高的有______。

A．滴定管用水洗净后直接注入KMnO4溶液

B．滴定管尖嘴内在滴定前有气泡，滴定后气泡消失

C．读取KMnO4溶液体积时，滴定前平视，滴定结束后仰视读数

D．锥形瓶在滴定时剧烈摇动，有少量液体溅出．

（6）实验测得该晶体中铁的含量为_________。

Answer 1

【答案】 Fe3＋+3H2OFe(OH)3（胶体）+ 3H＋ 除去草酸根离子，避免干扰步骤3中Fe2＋的滴定 将Fe3＋还原为Fe2＋ 加入最后一滴KMnO4溶液时，溶液变为浅紫红色，且30s内浅紫红色不褪去 ABC 20.0%

【解析】(1)草酸铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用；
(2) 步骤2中用KMnO4将草酸氧化生成二氧化碳，除去草酸根离子，避免干扰步骤3中Fe2＋的滴定；

(3)加入锌粉的目的是还原铁离子；
(4)高锰酸钾溶液为紫红色，滴入最后一滴溶液变为紫红色且半分钟不变说明反应达到终点；
(5)根据滴定误差分析的方法判断,误差可以归结为标准液的体积消耗变化分析误差，c(待测)=；
A.酸式滴定管要用标准液润洗；
B.滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，读取标准溶液体积增大；
C.读取标准液体积时，滴定前平视读数，滴定后仰视读数，读取标准溶液体积增大；

D. 锥形瓶在滴定时剧烈摇动，有少量液体溅出，反应消耗的标准溶液体积减小；
(6)根据离子方程式计算，n(Fe)=5n(MnO4-)，可以计算n(Fe)，然后可以计算晶体中铁的含量。

(1)草酸铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用，反应的离子方程式为：Fe3＋+3H2OFe(OH)3（胶体）+ 3H＋，
因此，本题正确答案是：Fe3＋+3H2OFe(OH)3（胶体）+ 3H＋；
(2) 步骤2中用KMnO4将草酸氧化生成二氧化碳，除去草酸根离子，避免干扰步骤3中Fe2＋的滴定，

因此，本题正确答案是：除去草酸根离子，避免干扰步骤3中Fe2＋的滴定；

(3)加入锌粉的目的是将Fe3＋还原为Fe2＋，
因此，本题正确答案是：将Fe3＋还原为Fe2＋；
(4)高锰酸钾溶液为紫红色，反应终点判断为：加入最后一滴KMnO4溶液时，溶液变为浅紫红色，且30s内浅紫红色不褪去，
因此，本题正确答案是：加入最后一滴KMnO4溶液时，溶液变为浅紫红色，且30s内浅紫红色不褪去；

(5)A.酸式滴定管要用标准液润洗，滴定管用蒸馏水洗涤后，立即装入标准液，标准液浓度减小，消耗标准液体积增大，测定结果偏高，故A符合；
B.滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，读取标准溶液体积增大，测定结果偏高，故B符合；
C.读取标准液体积时，滴定前平视读数，滴定后仰视读数，读取标准溶液体积增大，测定结果偏高，故C符合；

D. 锥形瓶在滴定时剧烈摇动，有少量液体溅出，反应消耗的标准溶液体积减小，测定结果偏低，故D不符合；

因此，本题正确答案是：ABC；
(6)用0.0200 mol/LKMnO4溶液滴定步骤2所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液V1 mL，滴定中MnO4－被还原成Mn2＋。

重复步骤2、步骤3的操作2次，分别滴定消耗0.0200 mol/LKMnO4溶液为V2、V3 mL，计算平均值，实验3数值误差较大舍去，消耗体积V= mL =20.00mL，
铁元素守恒，高锰酸钾溶液滴定亚铁离子发生的反应为：

5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
5 1
n 0.0200mol/L×0.0200L=0.0004mol
，解得n=0.002mol，
250 mL溶液中含铁元素物质的量=0.002mol×=0.02mol，

5.6g草酸铁晶体中铁的含量=100%=20.0%，

因此，本题正确答案是： 20.0%。