题目内容
9.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]•3H2O)有很重要的用途.可用如图流程来制备.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bcae.(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)步骤2中,加入锌粉的目的是将Fe3+全部还原成Fe2+.
(4)步骤3中,发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.
(5)步骤2中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量偏高.(选填“偏低”、“偏高”、“不变”)
(6)某同学将8.74g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1.647g/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2K3[Fe(C2O4)3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2.
分析 绿矾溶解于稀硫酸后加入草酸得到草酸亚铁晶体,过滤得到沉淀加入K2Cr2O4、H2O2、H2C2O4,反应后得到三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]•3H2O),
(1)根据溶液来得到晶体来分析实验操作,将混合液来制备绿矾时应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶,将析出的固体过滤、洗涤、干燥;
(2)根据实验操作的步骤以及每步操作需要仪器确定反应所需仪器;
(3)根据锌粉能与Fe3+反应,加入锌粉的目的是将Fe3+全部还原成Fe2+;
(4)根据物质的性质和书写离子方程式的要求来分析;
(5)若在步骤2中滴入酸性高锰酸钾溶液不足,则会有部分草酸根未被氧化,在步骤3中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大,从而计算出的铁的量增多;
(6)根据气体的密度为求出其摩尔质量,然后根据摩尔质量和质量守恒来判断成分;依据信息:固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3,结合电子得失守恒,可推测铁元素只能以亚铁和铁单质的形式存在;最后写出方程式.
解答 解:(1)将混合液来制备绿矾时应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶,将析出的固体过滤、洗涤、干燥,即可得到绿矾,故答选:bcae;
(2)配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解,冷却后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器为:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管,故答案为:250ml容量瓶;洗涤;
(3)加入锌粉的目的是将Fe3+全部还原成Fe2+,故答案为:将Fe3+全部还原成Fe2+;
(4)MnO4-能氧化Fe2+得到Fe3+和Mn2+,在步骤3中发生的离子反应为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,
故答案为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;
(5)若在步骤2中滴入酸性高锰酸钾溶液不足,则会有部分草酸根未被氧化,在步骤3中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大,从而计算出的铁的量增多,含量偏高,
故答案为:偏高;
(6)气体密度为1.647g/L,其摩尔质量为1.647g/L×22.4L/mol=36.9g/mol,所以气体为CO和C02,两者的物质的量之比$\frac{44-36.9}{36.9-28}$=$\frac{4}{5}$,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3,结合电子得失守恒,可推测铁元素只能以亚铁和铁单质的形式存在,故方程式为:2K3[Fe(C2O4)3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2,
故答案为:2K3[Fe(C2O4)3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2.
点评 本题主要考查溶液的配制、滴定和结晶等操作,注意基础实验知识的积累,把握实验步骤、原理和注意事项等问题,掌握基础是关键,题目难度中等.
A. | 电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe | |
B. | 电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2 | |
C. | 电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O | |
D. | 电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低 |
A. | 钢铁发生吸氧或析氢腐蚀时,铁均作负极被氧化:Fe-3e-=Fe3+ | |
B. | SO2气体通入Fe2(SO4)3溶液中:SO2+2H2O+2Fe3+=2Fe2++4H++SO42- | |
C. | 用铜做电极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 2Cu+O2↑+4H+ | |
D. | 明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至SO42-完全沉淀:Al3++Ba2++SO42-+3OH-═BaSO4↓+Al(OH)3↓ |
A. | 将甲升温,可使甲和乙中各物质的体积分数达到相同 | |
B. | x=2,且M、N中仅有一种为气态 | |
C. | 曲线II为甲中R的物质的量一时间图象 | |
D. | 其他条件不变时,向乙中再加入1mol M、1molN,达到新平衡时,则有1.0mol<n(R)<1.2 mol |
A. | x可能等于1也可能等于2 | |
B. | 向平衡后的乙容器中充入氮气可使c(A)增大 | |
C. | 将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内的相同 | |
D. | 温度不变,向甲容器中再充入2mol A、2mol B,平衡时甲容器中c(A)=1.0mol•L-1 |