Question

13．三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体（K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O）易溶于水，难溶于乙醇，可作为有机反应的催化剂．实验室可用铁屑为原料制备，相关反应的化学方程式为：
Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑
FeSO₄+H₂C₂O₄+2H₂O→FeC₂O₄•2H₂O↓+H₂SO₄
2FeC₂O₄•2H₂O+H₂O₂+H₂C₂O₄+3K₂C₂O₄→2K₃[Fe（C₂O₄）₃]+6H₂O
回答下列问题：
（1）铁屑中常含硫元素，因而在制备FeSO₄时会产生有毒的H₂S气体，该气体可用氢氧化钠溶液吸收．如图吸收装置正确的是A（选填序号）；

（2）在将Fe²⁺氧化的过程中，需控制溶液温度不高于40℃，理由是防止Fe²⁺的水解、防止H₂O₂分解；
（3）得到K₃[Fe（C₂O₄）₃]溶液后，再想获得其晶体，常加入b溶剂（填编号）
a．冰水        b．无水乙醇        c．四氯化碳
（4）晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，主要步骤有：①称量，②置于烘箱中脱结晶水，③冷却，④称量，⑤重复②～④步，⑥计算．步骤⑤也被称做恒重操作，其目的是检验晶体中的结晶水是否已全部失去；
（5）重量分析法测定时，步骤③未在干燥器中进行，那么测得的晶体中所含结晶水含量偏低（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）；
（6）三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体用重量分析法测定时，2.810g的晶体经操作最终获得了2.480g无水物，则此次测定的相对误差为-0.8%．

Answer 1

分析 （1）气体吸收装置中既要吸收气体又能排出不反应的气体；
（2）亚铁离子易水解生成氢氧化亚铁，酸能抑制其水解；温度高时，双氧水易水解；
（3）K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O易溶于水，难溶于乙醇，根据相似相溶原理分析；
（4）晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，步骤⑤的目的是检验晶体中的结晶水是否已全部失去，也叫恒重操作；
（5）步骤③未在干燥器中进行，晶体中结晶水不能全部失去，据此判断；
（6）根据K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O可计算出最终得到的无水物的质量，根据相对误差=$\frac{绝对误差}{理论质量}$×100%计算．

解答 解：（1）A．该装置中硫化氢与氢氧化钠溶液接触面积大，从而使硫化氢吸收较完全，且该装置中气压较稳定，不产生安全问题，故A正确；
B．硫化氢与氢氧化钠接触面积较小，所以吸收不完全，故B错误；
C．没有排气装置，导致该装置内气压增大而产生安全事故，故C错误；
D．该装置中应遵循“长进短出”的原理，故D错误；
故选A；
（2）硫酸亚铁易水解而是其气压呈酸性，加热稀硫酸能抑制亚铁离子水解；双氧水不稳定，温度高时，双氧水易分解，为防止双氧水分解，温度应低些，故答案为：防止Fe²⁺的水解；防止H₂O₂分解；
（3）根据相似相溶原理知，三草酸合铁酸钾在乙醇中溶解度小，所以得到K₃[Fe（C₂O₄）₃]溶液后，再想获得其晶体，常加入无水乙醇溶剂主，
故选b；
（4）晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，步骤⑤的目的是检验晶体中的结晶水是否已全部失去，也叫恒重操作，
故答案为：恒重；检验晶体中的结晶水是否已全部失去；
（5）步骤③未在干燥器中进行，晶体中结晶水不能全部失去，所以称量出的水的质量偏小，测得的晶体中所含结晶水含量也偏低，
故答案为：偏低；
（6）根据K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O可计算出最终得到的无水物的质量为$\frac{39×3+56+88×3}{39×3+56+88×3+18×3}$×2.810g=2.500g，所以绝对误差=2.480g-2.500g=-0.020g，相对误差=$\frac{绝对误差}{理论质量}$×100%=-$\frac{0.020g}{2.500g}$×100%=-0.8%，
故答案为：-0.8%．

点评 本题考查了物质性质的实验探究，实验方案的设计与分析计算，主要是滴定实验的过程分析和误差分析，掌握基础是关键，题目难度中等．