题目内容
【题目】草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)可用于制备磷酸铁锂电池正极材料。实验室制备草酸亚铁并测定其组成的实验流程如下:
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(1) “溶解”时加热的目的是_____________________;“沉铁”时将溶液煮沸并在不断搅拌下加入H2C2O4溶液,“不断搅拌”除可使反应物充分接触外,另一目的是_____________________。
(2) “过滤、洗涤”时,能说明沉淀已洗涤干净的依据是_____________________。
(3)按以下步骤可以测定产品中草酸根的质量分数。
①称取0.1600g草酸亚铁于锥形瓶中,加入25mL2mol·L-1的H2SO4溶液,加热至40~50℃,使样品溶解。
②用0.02000 mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液23.80mL。
[5C2O
+2MnO
+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;5Fe2++MnO
+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O]
③在②滴定后的溶液中加入足量Zn粉(2Fe3++Zn = 2Fe2++Zn2+)和5mL2mol·L-1 的H2SO4溶液,煮沸约10min。
④将滤液过滤至另一个锥形瓶中,用10mL1mol·L-1的H2SO4溶液洗涤锥形瓶,将全部Fe2+转移入锥形瓶中,再用0.02000 mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积8.00 mL。
(I)测得的产品中n(Fe
) ∶n(C2O
) _________1∶1(填“>” “=”或“<”)。
(II)请计算产品中C2O
的质量分数(写出计算过程)。______________
【答案】 促进溶解 防止溶液暴沸 取少许最后一次洗涤过滤液,向其中加入BaCl2溶液(用pH试纸检验),若无白色沉淀产生(pH等于7),说明已洗涤干净 > w(C2O42-) =
×100%=43.45%
【解析】(1)“溶解”时加热的目的是加快反应速率,促进溶解;由于反应是加热煮沸,所以“不断搅拌”除可使反应物充分接触外,另一目的是防止溶液暴沸。(2)沉淀表面含有硫酸根离子,所以 “过滤、洗涤”时,能说明沉淀已洗涤干净的依据是取少许最后一次洗涤过滤液,向其中加入BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,说明已洗涤干净。(3)(I)根据方程式可知n(C2O42-)=
×n(KMnO4)=
×[0.02000 mol·L-1×(23.80-8.00) mL×10-3L·mL-1]=7.900 ×10-4 mol,n(Fe2+)=5n(KMnO4)=5×0.02000 mol·L-1×8.00) mL×10-3L·mL-1=8.000 ×10-4 mol,所以测得的产品中n(Fe2+)∶n(C2O42-)>1∶1;(II)根据以上分析可知w(C2O42-)=
×100%=43.45%。