Question

【题目】三草酸合铁酸钾晶体{K3[Fe（C2O4）3]·xH2O}是一种光敏材料，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4.00 g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250 mL溶液。

步骤二：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，MnO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0.010 mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液20.02 mL，滴定中MnO被还原成Mn2＋。

重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.010 mol/L KMnO4溶液19.98 mL。

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、________、转移、洗涤并转移、________、摇匀。

（2）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）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溶液的量不够，则测得的铁含量________。（选填“偏低”、“偏高”或“不变”）

Answer 1

【答案】（1）溶解（1分）定容（1分）

（2）将Fe3＋还原为Fe2＋（2分）

（3）8H＋＋MnO＋5Fe2＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O（2分）

（4）14.00%（或0.14） （2分） 偏高（2分）

【解析】试题分析：（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）步骤二中加入锌粉至黄色刚好消失，目的是将Fe3+恰好还原成Fe2+；

（3）在步骤三中MnO4-将Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，发生反应的离子方程式是8H＋＋MnO＋5Fe2＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O；

（4）消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL ，n（Fe2+） :n（MnO4-） ＝5 ：1，n（MnO4-）＝0.010 mol/L ×0.02L ＝0.0002 mol,所以n（Fe2+） ＝5n（MnO4-） ＝5 ×0.0002mol ＝0.001mol，所以250 mL溶液中Fe的质量是m（Fe） ＝0.001 mol ×（250 ÷25） ×56 g/mol =0.56g，该晶体中铁元素的质量分数为（0.56g ÷4.00 g） ×100%= 11.400%；若步骤二中加入的KMnO4的溶液的量不足，则溶液中还存在部分草酸根离子，在第三步消耗的KMnO4溶液体积偏大，使的测得的铁含量偏高。