题目内容

7．草酸铁晶体Fe2（C2O4）3•xH2O通过相关处理后可溶于水，且能做净水剂，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：
步骤1：称量4.66g草酸铁晶体进行处理后，配制成250mL一定物质的量浓度的溶液．
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小匙锌粉，加热至溶液黄色刚好消失，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3：用0.0200mol•L-1KMnO4溶液滴定步骤2所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液V1 mL，滴定中MnO4-被还原成Mn2+．
重复步骤2、步骤3的操作2次，分别滴定消耗0.0200mol•L-1 KMnO4溶液为V2、V3mL．
记录数据如下表：
实验编号KMnO4溶液的浓度（mol•L-1）KMnO4溶液滴入的体积（mL）
10.0200V1=20.02
20.0200V2=20.12
30.0200V3=19.98
请回答下列问题：
（1）草酸铁溶液能做净水剂的原因Fe3++3H2O?Fe（OH）3（胶体）+3H+（用离子方程式表示）
（2）该实验步骤1和步骤3中使用的仪器除托盘天平、铁架台、滴定管夹、烧杯、玻璃棒外，一定需用下列仪器中的A、D、E、G （填序号）
A．酸式滴定管 B．碱式滴定管C．量筒（10mL）D．锥形瓶E．胶头滴管 F．漏斗G．250mL容量瓶
（3）加入锌粉的目的是将Fe3+还原为Fe2+
（4）步骤3滴定时是否选择指示剂否（是或否）；说明理由因为KMnO4被还原剂还原成Mn2+，紫红色褪去，所以不需要指示剂，写出步骤3中发生反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O
（5）在步骤2中，若加入的KMnO4溶液的量不够，则测得的铁含量偏高（填“偏低”、“偏高”或“不变”）；实验测得该晶体中结晶水的个数x为5．

分析 （1）草酸铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用；
（2）步骤1：称量4.66g草酸铁晶体进行处理后，配制成250mL一定物质的量浓度的溶液，结合配制溶液的步骤为：称量、溶解、转移、定容、摇匀等步骤选择需要的仪器，步骤3：用0.0200mol/LKMnO4溶液滴定步骤2所得溶液至终点，需要锥形瓶、滴定管等；
（3）加入锌粉的目的是还原铁离子；
（4）高锰酸钾溶液为紫红色，滴入最后一滴溶液变为紫红色不变；步骤3MnO4-氧化二价铁离子生成Fe3+，MnO4-被还原为Mn2+，结合原子守恒和电子守恒配平书写离子方程式，
（5）若在步骤2中，若加入的KMnO4溶液的量不够，则会有部分草酸根离子未被氧化，在步骤3中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大，从而计算出的铁的量增多，含量偏高；根据离子方程式计算，n（Fe）=5n（MnO4-），可以计算n（Fe），然后可以计算晶体中Fe2（C2O4）3物质的量，根计算摩尔质量得到x的值．

解答 解：（1）草酸铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用，反应的离子方程式为：Fe3++3H2O?Fe（OH）3（胶体）+3H+，
故答案为：Fe3++3H2O?Fe（OH）3（胶体）+3H+；
（2）步骤1：称量4.66g草酸铁晶体进行处理后，配制成250mL一定物质的量浓度的溶液，结合配制溶液的步骤为：称量、溶解、转移、定容、摇匀等步骤选择需要的仪器主要有：托盘天平、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管等，步骤3：用0.0200mol/LKMnO4溶液滴定步骤2所得溶液至终点，高锰酸钾溶液具有强氧化性，能腐蚀橡胶管，需要盛放在酸式滴定管则，滴定过程中需要锥形瓶、铁架台等，该实验步骤1和步骤3中使用的仪器除托盘天平、铁架台、滴定管夹、烧杯、玻璃棒外，需用下列仪器中的A、D、E、G，
故答案为：A、D、E、G；
（3）加入锌粉的目的是将Fe3+还原为Fe2+，故答案为：将Fe3+还原为Fe2+；
（4）高锰酸钾溶液为紫红色，被还原剂还原成Mn2+，紫红色褪去，所以不需要指示剂；步骤3MnO4-氧化二价铁离子生成Fe3+，MnO4-被还原为Mn2+，则反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O，
故答案为：否；因为KMnO4被还原剂还原成Mn2+，紫红色褪去，所以不需要指示剂；5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O；
（5）若在步骤2中，若加入的KMnO4溶液的量不够，则会有部分草酸根离子未被氧化，在步骤3中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大，从而计算出的铁的量增多，含量偏高；
用0.0200mol/LKMnO4溶液滴定步骤2所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液V1 mL，滴定中MnO4-被还原成Mn2+．
重复步骤2、步骤3的操作2次，分别滴定消耗0.0200mol/LKMnO4溶液为V2、V3mL，计算平均值，实验2数值误差较大舍去，消耗体积V=$\frac{20.02+19.98}{2}$ml=20.00ml，铁元素守恒，高锰酸钾溶液滴定亚铁离子发生的反应为：
5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
5              1
n          0.0200mol/L×0.0200L
n=0.002mol，
250ml溶液中含铁元素物质的量=0.002mol×$\frac{250}{25}$=0.02mol，Fe2（C2O4）3•xH2O物质的量=0.01mol，
4.66g草酸铁晶体摩尔质量=$\frac{4.66g}{0.01mol}$=466g/mol，
Fe2（C2O4）3•xH2O=466，
x=5，
故答案为：偏高；5．

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计算，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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8．一些常见有机物的转化如图，下列说法正确的是（　　）
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15．有X、Y、Z、W、A、B六种元素．其相关信息如下：
请回答下列有关问题：
元素相关信息
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 578 1817 274511575 14830 18376 23293 
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2．有机物A、B、C、D有如下转化关系．回答下列问题：

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（2）写出反应的化学方程式和有机反应类型：
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12．没喝完的葡萄酒忘记盖上瓶盖，数天后会变酸．这是由于发生了（　　）
A．水解反应B．氧化反应C．酯化反应D．加成反应
19．下列化学用语正确的是（　　）
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B．乙烯分子的结构式：CH2═CH2
C．H2O2的电子式：
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16．下列有关实验操作的叙述和与实验得出的相应结论都正确的是（　　）
实验操作结论
A乙醇、浓硫酸混合加热170℃，导出的物质能使酸性高锰酸钾褪色该反应生成了乙烯
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D可用裂化汽油萃取溴水中的溴，且将有机层从分液漏斗上口倒出裂化汽油密度比水小
A．AB．BC．CD．D
17．在下列化合物中：H2O、Na2O、I2、NaCl、KOH、CO2、NH4Cl、Na2O2，请填空：
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