Question

【题目】草酸铁晶体Fe2(C2O4)3·xH2O通过相关处理后可溶于水，且能做净水剂，在110℃可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某实验小组做了如下实验：

步骤1：称量4.66g草酸铁晶体进行处理后，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，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，加热至溶液黄色刚好消失，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·L-1KMnO4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·L-1 KMnO4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-1）	KMnO4溶液滴入的体积（mL）
1	0.0200	V1 = 20.02
2	0.0200	V2 = 20.12
3	0.0200	V3 = 19.98

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）该实验步骤1和步骤3中使用的仪器除托盘天平、铁架台、滴定管夹、烧杯、玻璃棒外，一定需用下列仪器中的______________ (填序号)

酸式滴定管 B．碱式滴定管 C．量筒(10 mL) D．锥形瓶　

E．胶头滴管 F．漏斗 G．250 mL容量瓶

（3）加入锌粉的目的是______________________

（4）步骤3滴定时是否选择指示剂_________（是或否）；说明理由_________________________写出步骤3中发生反应的离子方程式____________________________

（5）在步骤2中，若加入的KMnO4溶液的量不够，则测得的铁含量________(填“偏低”、“偏高”或“不变”)；实验测得该晶体中结晶水的个数x为________。

Answer 1

【答案】 Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3（胶体）+ 3H+ A、D、E、G 将Fe3＋还原为Fe2＋ 否 因为KMnO4被还原剂还原成Mn2＋，紫红色褪去，所以不需要指示剂 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 偏高 10

【解析】(1)草酸铁溶液水解生成氢氧化铁胶体，具有吸附性，能做净水剂，反应的两种方程式为Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3(胶体)+ 3H+，故答案为：Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3(胶体)+ 3H+；

(2)实验步骤1是配制溶液，需要的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管；步骤3是滴定，使用的仪器有铁架台、滴定管夹、锥形瓶、酸式滴定管，因此需用下列仪器中A、D、E、G，故答案为：A、D、E、G；

(3)根据题意，加入的锌粉可以将Fe3＋还原为Fe2＋，故答案为：将Fe3＋还原为Fe2＋；

(4)高锰酸钾溶液显紫红色，步骤3滴定时发生的反应为5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，因为KMnO4被还原剂还原成Mn2＋，紫红色褪去，所以不需要指示剂，故答案为：否；因为KMnO4被还原剂还原成Mn2＋，紫红色褪去，所以不需要指示剂；5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O；

(5)在步骤2中，若加入的KMnO4溶液的量不够，导致草酸根不能完全被氧化，在步骤3中消耗的高锰酸钾溶液的体积偏大，则测得的铁含量偏高；三次的平均体积为，根据步骤三中的离子反应可知：n(Fe)=5n(MnO4-)=5××10-3×0.02molL-1× =2.04×10-2mol，

草酸铁晶体Fe2(C2O4)3·xH2O 中含有Fe2(C2O4)3的质量为 ×2.04×10-2mol×276g/mol=2.8152g，则结晶水的物质的量为=0.102mol，则Fe2(C2O4)3和H2O的物质的量之比为1:10，即x=10，故答案为：偏高；10。