Question

13．三草酸合铁酸钾晶体（K₂[Fe（C₂O₄）₃]•xH₂O）是一种光敏材料，在110℃可完全失去结晶水．为测定该晶体中铁的含量，某实验小组做了如下实验：
步骤一：称量5.00g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250ml溶液．
步骤二：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小匙锌粉，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．
步骤三：用0.010mol/L　KMnO₄溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO₄溶液20.02ml，滴定中MnO₄^-，被还原成Mn²⁺．
重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.010mol/L　KMnO₄溶液19.98ml
请回答下列问题：
（1）配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是：称量、溶解、转移、洗涤并转移、定容、摇匀．
（2）若配制三草酸合铁酸钾溶液时仰视定容，则所配溶液物质的量浓度偏低（选填“偏低”、“偏高”“不变”）
（3）加入锌粉的目的是将三价铁离子还原为二价铁离子．
（4）写出步骤三中发生反应的离子方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
（5）计算实验测得该晶体中铁的质量分数（写出计算过程），在步骤二中，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”）

Answer 1

分析 （1）根据配制一定物质的量浓度的溶液的操作步骤解答；
（2）仰视定容导致溶液的体积偏大，依据C=$\frac{n}{V}$进行误差分析；
（3）锌与三价铁反应生成二价铁离子和锌离子；
（4）高锰酸钾在酸性环境下能够氧化二价铁离子；
（5）根据离子方程式计算n（Fe²⁺），根据元素守恒，利用m=nM计算晶体中铁元素的质量，再根据质量分数定义计算；
加入的KMnO₄的溶液的量不足，导致草酸根有剩余，再滴定亚铁离子时，进行与高锰酸钾反应，使的滴定亚铁离子消耗的高锰酸钾的体积偏大；

解答 解：（1）配制一定物质的量浓度的溶液的操作步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀；
所以缺少的步骤为：溶解；定容；
故答案为：溶解；定容；
（2）视定容导致溶液的体积偏大，依据C=$\frac{n}{V}$，可知溶液的浓度偏低；
故答案为：偏低；
（3）加入锌粉与三价铁离子反应生成二价铁离子，将三价铁离子还原为二价铁离子；
故答案为：将三价铁离子还原为二价铁离子；
（4）高锰酸钾在酸性环境下能够氧化二价铁离子，反应的离子方程式：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（5）消耗0.010mol/L　KMnO₄溶液19.98ml，依据方程式得：
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
5       1
n（Fe²⁺）  0.010mol/L×0.01998L
解得n（Fe²⁺）=0.000999mol，所以250ml溶液中亚铁离子物质的量为：0.00999mol；
铁的质量分数ω（Fe）=$\frac{0.00999mol×56g/mol}{5.00g}$×100%=11.2%；
加入的KMnO₄的溶液的量不足，导致草酸根有剩余，再滴定亚铁离子时，进行与高锰酸钾反应，使的滴定亚铁离子消耗的高锰酸钾的体积偏大；
故答案为：11.2%；偏高；

点评 本题为综合题，考查了一定物质的量浓度溶液的配制，滴定法测量物质的含量，离子方程式的书写，明确实验原理是解题关键，注意准确判断反应物之间量的关系是解题关键，题目难度中等．