Question

16．铁是人体必须的微量元素，在化学中也有重要的作用．
Ⅰ．已知实验室由草酸亚铁晶体（FeC₂O₄•2H₂O）、草酸钾（K₂C₂O₄）、草酸（H₂C₂O₄）和双氧水（H₂O₂）混合可制得工业催化剂K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O（翠绿色晶体），该晶体在421～553℃时，分解为Fe₂O₃、K₂CO₃、CO、CO₂和H₂O．
请回答下列问题：
（1）制备过程要防止草酸被H₂O₂氧化，草酸被H₂O₂氧化的化学方程式为H₂C₂O₄+H₂O₂═2CO₂↑+2H₂O．
（2）上述实验中制备配K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的反应方程式为2FeC₂O₄•2H₂O+H₂O₂+3K₂C₂O₄+H₂C₂O₄═2K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O．
（3）配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量，如Cu²⁺+4NH₃?[Cu（NH₃）₄]²⁺，其稳定常数表达式为：k=$\frac{c[Cu（N{H}_{3}）_{4}^{2+}]}{c（C{u}^{2+}）•{c}^{4}（N{H}_{3}）}$．已知K[Fe（C₂O₄）₃^3-]=10²⁰，K[Fe（SCN）₃]=2×10³，能否用KSCN溶液检验K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O中的铁元素？否（填“是”、“否”）． 若选“否”，请设计检验铁元素的方案取适量晶体加热至分解；取分解后的固体残留物适量溶解在稀H₂SO₄中；取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液．若溶液呈血红色则有铁元素，反之则无．
Ⅱ．FeSO₄•7H₂O也叫绿矾，是治疗缺铁性贫血药品的主要成分．
（4）治疗贫血的药片上涂有糖衣，目的是隔绝空气，防止被氧化．
（5）测定绿矾产品中Fe²⁺含量的方法是：
a．称取5.7g绿矾产品，配制成250mL溶液；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01mol/LKMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为40.00mL．（滴定时发生反应的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）．
①滴定到终点的标志是当最后一滴酸性高锰酸钾溶液滴入锥形瓶，溶液恰好由棕黄色变成浅紫红色时，且半分钟内不恢复，说明达到终点．
②计算上述样品中FeSO₄•7H₂O的质量分数为97.54%．

Answer 1

分析 （1）草酸被H₂O₂氧化生成水和二氧化碳；
（2）由草酸亚铁晶体（FeC₂O₄•2H₂O）、草酸钾（K₂C₂O₄）、草酸（H₂C₂O₄）和双氧水（H₂O₂）混合可制K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O，此反应为非氧化还原反应，只需要结合原子守恒配平即可；
（3）K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O中的铁为亚铁离子，而铁离子遇KSCN溶液变为血红色；
（4）FeSO₄•7H₂O俗称绿矾，是治疗缺铁性贫血的主要成分，FeSO₄具有还原性，应隔绝空气保存；
（5）①依据高锰酸钾溶液的颜色来指示反应终点，滴入最后一滴高锰酸钾溶液变化为紫红色，半分钟不褪色说明达到反应终点；
②依据滴定实验的反应终点时发生的反应进行计算，依据铁元素守恒，结合滴定过程的反应离子方程式计算得到．

解答 解：（1）草酸被H₂O₂氧化生成水和二氧化碳，该反应为H₂C₂O₄+H₂O₂=2CO₂↑+2H₂O，故答案为：H₂C₂O₄+H₂O₂=2CO₂↑+2H₂O；
（2）根据原子守恒，草酸亚铁晶体（FeC₂O₄•2H₂O）、草酸钾（K₂C₂O₄）、草酸（H₂C₂O₄）和双氧水（H₂O₂）混合可制K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的反应方程式为2FeC₂O₄•2H₂O+H₂O₂+3 K₂C₂O₄+H₂C₂O₄═2 K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O，故答案为：2FeC₂O₄•2H₂O+H₂O₂+3 K₂C₂O₄+H₂C₂O₄═2 K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O；
（3）K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O中的铁为亚铁离子，则不能用KSCN溶液检验K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O中的铁元素，检验铁元素的方案为取适量晶体加热，取固体残留物溶解在H₂SO₄中，取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液．若溶液呈血红色则有铁元素，反之则无，故答案为：否；取适量晶体加热，取固体残留物溶解在H₂SO₄中，取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液．若溶液呈血红色则有铁元素，反之则无；
（4）FeSO₄具有还原性，应隔绝空气保存，防止被氧化，故答案为：隔绝空气，防止被氧化；
（5）①依据高锰酸钾溶液的颜色来指示反应终点，滴入最后一滴高锰酸钾溶液变化为紫红色，半分钟不褪色说明达到反应终点，
故答案为：当滴入最后一滴高锰酸钾溶液变化为紫红色，半分钟不褪色说明达到反应终点；
②a．称取5.7g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为40.00mL；
依据反应方程式进行计算：
   5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
   5       1
n（Fe²⁺） 0.01000mol/L×0.0400L
计算得到；n（Fe²⁺）=0.002mol；
则250mL溶液中含Fe²⁺=0.002mol×$\frac{250}{25}$=0.02mol；
FeSO₄•7H₂O物质的量为0.02mol，质量=0.02mol×278g/mol=5.56g；
质量分数=$\frac{5.56g}{5.7g}$×100%=97.54%，
故答案为：97.54%．

点评 本题考查知识点较多，涉及反应的配平、氧化还原反应、离子的检验及滴定终点的确定、离子方程式的计算，明确氧化还原反应和离子方程式是关键，题目难度中等，做文字叙述题目答题时要切中要点．