题目内容

【题目】草酸亚铁晶体(FeC2O4· 2H2O)是一种黄色难溶于水的固体,受热易分解,是生产锂电池、涂料、着色剂以及感光材料的原材料。

I、制备草酸亚铁晶体:

①称取硫酸亚铁铵晶体5 g,放入250 mL三颈烧瓶中,加入10滴左右1.0 mol/LH2SO4溶液和15 mL蒸馏水加热溶解;

②加入25 mL饱和草酸溶液,加热搅拌至沸,停止加热,静置;

③待黄色晶体FeC2O42H2O沉淀后倾析,洗涤,加入约20 mL蒸馏水搅拌并温热5 min,静置,弃去上层清液,即得黄色草酸亚铁晶体。

回答下列问题:

(1)仪器C的名称是____________;仪器B的作用是_____________

(2) 硫酸亚铁铵晶体用硫酸溶解的原因是____________________

(3)硫酸亚铁铵晶体可能混有一定Fe3+,羟胺(NH2OH,酸性条件下以NH3OH+形式存在)具有强还原性,可用羟胺去除亚铁盐中的Fe3+。写出相关的离子方程式____________________。

II、探究草酸亚铁的纯度:

①准确称取m g草酸亚铁固体样品(含有草酸铵杂质),溶于25 mL 2 mol/LH2SO4溶液中,在60~80℃水浴加热,用100 mL容量瓶配成100.00 mL溶液;

②取上述溶液20.00 mL,用KMnO4标准溶液(浓度为c mol/L)滴定三次,平均消耗V1 mL;

③加入适量锌粉和2 mL 2 mol/L H2SO4溶液,反应一段时间后,取1滴试液放在点滴板上检验,至Fe3+极微量;

④过滤除去锌粉,滤液收集在另一个锥形瓶中,将滤纸及残余物充分洗涤,洗涤液并入滤液中,再补充约2~3 mL 2 mol/L H2SO4溶液,继续用KMnO4标准溶液(浓度为c mol/L)滴定至终点,共平行测定三次,平均消耗V2 mL。

回答下列问题:

(4)在②中溶液中发生MnO4-+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O,还有另一氧化还原反应,写出其离子方程式_____________用KMnO4标准溶液滴定至终点的现象是______________。

(5)计算m g固体样品的纯度为_____________(用含c、V1、V2的式子表示,不必化简)。

【答案】恒压滴液漏斗 冷凝回流 抑制Fe2+的水解 2NH3OH++2Fe3+=2Fe2++N2↑+2H2O+4H+ 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 最后一滴标准溶液加入后,锥形瓶中的溶液颜色由黄色变为淡紫红色,且半分钟内不褪色

【解析】

(1)根据示意图确定仪器名称,并结合仪器的结构分析其用途;

(2)根据硫酸亚铁铵是强酸弱碱盐,弱碱阳离子发生水解反应,从抑制盐的水解角度分析;

(3)根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,结合题干信息书写反应方程式;

(4)在②的溶液中还有草酸,草酸与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应;若反应完全,再滴加高锰酸钾溶液时,溶液会由黄色变为淡紫红色;

(5)用Zn粉将Fe3+还原为Fe2+,根据MnO4-+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O计算20.00mL溶液中含有的草酸亚铁的物质的量,结合样品配制成的溶液体积,最后根据计算。

(1)由示意图可知仪器C的名称是恒压滴液漏斗;仪器B是球形冷凝管,与三颈烧瓶垂直放置使用,作用是冷凝回流,使未反应的反应物冷凝回流至反应容器中,提高原料的利用率;

(2)硫酸亚铁铵是强酸弱碱盐,在溶液中弱碱阳离子NH4+、Fe2+会发生水解反应,消耗水电离产生的OH-,产生NH3H2O、Fe(OH)2、使溶液显酸性,加入硫酸,用硫酸溶液溶解,然后再稀释,可以抑制盐的水解,从而得到澄清溶液;

(3)在酸性条件下,Fe3+、羟胺(NH2OH)会发生氧化还原反应,Fe3+转化为Fe2+,羟胺被氧化为N2,从而可除去Fe3+,由于酸性条件下NH2OH会转化为NH3OH+,所以根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式为:2NH3OH++2Fe3+=2Fe2++N2↑+2H2O+4H+;

(4)在②的溶液中除了含有Fe2+外,还含有H2C2O4,二者都具有还原性,所以发生的反应除MnO4-+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O ,还有另一氧化还原反应外,还有草酸与高锰酸钾溶液的反应,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;若反应完全,再滴加最后一滴标准溶液时,KMnO4不再消耗,锥形瓶中的溶液颜色由黄色变为淡紫红色,且半分钟内不褪色,就证明达到滴定终点;

(5)③加入Zn粉是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,并检验Fe3+被完全还原。根据④中反应:MnO4-+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O 可知n(Fe2+)=5n(MnO4-)=5×cV2×10-3mol;由于mg样品配制形成了100.00mL溶液,进行实验使用了20.00mL溶液,所以该样品的纯度。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网