题目内容

三草酸合铁酸钾晶体[K3Fe(C2O43?xH2O]是一种光敏材料,为测定该晶体中草酸根的含量和结晶水的含量,某实验小组实验步骤为:
(1)称量9.820g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250mL溶液.
(2)取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,滴加酸性KMnO4溶液至C2O42-全部转化成CO2,同时MnO4-被转化成Mn2+,恰好消耗0.1000mol/LKMnO4溶液24.00mL.[K3Fe(C2O43的相对分子质量为437]
下列说法正确的是(  )
分析:A、根据化合价变化,高锰酸钾中的锰原子化合价降低,被还原;
B、必须使用到250mL的容量瓶和胶头滴管;
C、根据电子守恒计算出C2O42- 的物质的量,再求出三草酸合铁酸钾的质量,最后计算出结晶水的物质的量;
D、根据求算出的草酸跟的物质的量和结晶水的物质的量,算出结晶水的个数.
解答:解:A、同时MnO4-被转化成Mn2+,锰元素化合价由+7→+2,化合价降低被还原,作氧化剂,故A错误;
B、需要配制成250mL溶液,必须使用到250容量瓶和胶头滴管,故B错误;
C、高锰酸钾得到电子等于C2O42-失去的电子,n=0.1000mol/L×0.024L×(7-2)=0.012mol;
C2O42-全部转化成CO2,化合价变化+3→+4,根据电子守恒  n(C2O42-)=
0.012mol
(2-1)×2
=0.006mol;
250mL原溶液C2O42-的物质的量为0.006mol×10=0.06mol,故n[K3Fe(C2O43]=0.06mol×
1
3
=0.02mol,
9.820g三草酸合铁酸钾晶体中结晶水的质量为:9.820-437×0.02=1.08(g),故n(H2O)=
1.08g
18g.mol-1
=0.06mol,故C错误;
D、根据C项计算结果,0.02molK3Fe(C2O43中还有0.06molH2O,结晶水数目为3,故该晶体的化学式为K3Fe(C2O43?3H2O,故D正确;
故选D.
点评:本题借助滴定,考查学生分析、理解信息能力及计算能力,该题难度稍大,需要耐心分析题中数据.
练习册系列答案
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(2011?四川)三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O43]?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和结晶水的含量,某实验小组做了如下实验:
(1)铁含量的测定
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+.向反应后的溶液中计入一小匙锌粉,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
溶解
、转移、洗涤并转移、
定容
定容
摇匀.
②加入锌粉的目的是
将Fe3+恰好还原成Fe2+
将Fe3+恰好还原成Fe2+

③写出步骤三中发生反应的离子方程式
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

④实验测得该晶体中铁的质量分数为
11.2%
11.2%
.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
偏高
.(选填“偏低”“偏高”“不变”)
(2)结晶水的测定
加热晶体,烘干至恒重,记录质量;在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体,称量并记录质量;加热至110℃,恒温一段时间,至于空气中冷却,称量并记录质量;计算结晶水含量.请纠正实验过程中的两处错误;
加热后的晶体要在干燥器中冷却
加热后的晶体要在干燥器中冷却
两次称量质量差不超过0.1g
两次称量质量差不超过0.1g
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O43]?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)若用铁和稀硫酸制备绿矾(FeSO4?7H2O)过程中,其中
(填物质名称)往往要过量,理由是
防止Fe2+被氧化
防止Fe2+被氧化

(2)要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是
bcae
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(C2O43]?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+
(3)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
250ml容量瓶
;主要操作步骤依次是:称量、溶解、转移、
洗涤
洗涤
、定容、摇匀.
(4)步骤2中,加入锌粉的目的是
还原Fe3+为Fe2+
还原Fe3+为Fe2+

(5)步骤3中,发生反应的离子方程式为:
MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O
MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O

(6)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
偏高
.(选填“偏低”、“偏高”、“不变”)
(7)某同学将8.74g无水三草酸合铁酸钾(K3[Fe(C2O43])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.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(C2O43]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2
2K3[Fe(C2O43]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体K3[Fe(C2O43]?3H2O可用于摄影和蓝色印刷.可用如下流程来制备.
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根据题意完成下列各题:
(1)若用铁和稀硫酸制备FeSO4?7H2O
 
(填物质名称)往往要过量,理由是
 

(2)要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是
 
.(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
某课外化学兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O43]?3H2O)中铁元素含量,做了如下实验:
步骤一:称量5.000g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被氧化成二氧化碳,同时,MnO-4.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/LKMnO4溶液19.98ml;
回答43-46小题:
(3)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
 
;主要操作步骤依次是:称量、
 
、转移、
 
、定容、摇匀.
(4)加入锌粉的目的是
 

(5)实验测得该晶体中铁的质量分数为
 
.在步骤二中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量
 
.(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(C2O43])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.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
 
K3[Fe(C2O43]?3H2O(三草酸合铁酸钾晶体)是制备负载型活性铁催化剂的主要原料.实验室利用(NH4)2Fe(SO42?6H2O(硫酸亚铁铵)、H2C2O4(草酸)、K2C2O4(草酸钾)、双氧水等为原料制备三草酸合铁酸钾晶体的部分实验过程如下:
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反应的原理为:
沉淀:(NH4)2Fe(SO42?6H2O+H2C2O4═FeC2O4?2H2O↓+(NH4)2SO4+H2SO4+4H2O
氧化:6FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4═4K3[Fe(C2O43]+2Fe(OH)3
转化:2Fe(OH)3+3H2C2O4+3K2C2O4═2K3[Fe(C2O43]+6H2O
(1)溶解的过程中要加入几滴稀硫酸,目的是
 

(2)沉淀过滤后,用蒸馏水洗涤,检验洗涤是否完全的方法是
 

(3)在沉淀中加入饱和K2C2O4溶液,并用40℃左右水浴加热,再向其中慢慢滴加足量的30%H2O2溶液,不断搅拌.此过程需保持温度在40℃左右,可能的原因是
 

(4)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溶液至草酸根离子恰好全部氧化成二氧化碳.向反应后的溶液中加入足量锌粉,加热至黄色消失.然后过滤、洗涤,将滤液及洗涤液一并转入锥形瓶,此时溶液仍呈酸性.
步骤三:用标准KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,记录消耗KMnO4溶液的体积(滴定中MnO4-被还原成Mn2+).
步骤四:….
步骤五:计算,得出结论.
请回答下列问题:
①步骤一中需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、
 
 

②步骤二中若加入KMnO4的量不足,则测得铁含量
 
(填“偏低”“偏高”或“不变”);加入锌粉的目的是
 

③写出步骤三中发生反应的离子方程式:
 

④请补充步骤四的操作:
 
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O43]?3H2O)有很重要的用途.可用如下流程来制备.根据题意完成下列各题:
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(1)若用铁和稀硫酸制备绿矾(FeSO4?7H2O)过程中,其中
 
(填物质名称)往往要过量,理由是
 

(2)要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是
 
.(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(C2O43]?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+
(3)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
 
;主要操作步骤依次是:称量、溶解、转移、
 
、定容、摇匀.
(4)步骤2中,加入锌粉的目的是
 

(5)步骤3中,发生反应的离子方程式为:
 

(6)步骤2中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量
 
.(选填“偏低”、“偏高”、“不变”)

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