Question

草酸亚铁（FeC₂O₄）常用作分析剂、显影剂以及新型电池材料磷酸亚铁锂的生产．
Ⅰ．某兴趣小组对草酸亚铁的分解产物进行实验和探究．
（1）已知CO能与氯化钯（PdCl₂）溶液反应生成黑色的钯粉．
将草酸亚铁分解产生的气体依次通过A（澄清石灰水）和B（氯化钯溶液），观察到A中澄清石灰水变浑浊，B中有黑色物质生成．由此说明气体产物中含有

 

．
（2）将样品草酸亚铁晶体（FeC₂O₄?2H₂O）在氩气气氛中进行热重分析，结果如图（TG表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）．
①试确定B点对应固体物质的化学式

 

；
②写出B→C对应的化学方程式

 

．
Ⅱ．某草酸亚铁样品（不含结晶水）中含有少量草酸．现用滴定法测定该样品中FeC₂O₄的含量．
实验方案如下：
①将准确称量的0.20g草酸亚铁样品置于250mL锥形瓶内，加入适量2mol/L的H₂SO₄溶液，使样品溶解，加热至70℃左右，立即用高锰酸钾溶液滴定至终点．
②向滴定终点混合液中加入适量的Zn粉和过量的2mol/L的H₂SO₄溶液，煮沸5～8min．用KSCN溶液在点滴板上检验煮沸液，直至溶液不变红，将其过滤至另一个锥形瓶中，用0.02000mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定该溶液至终点，消耗高锰酸钾标准液6.00mL．
试回答下列问题：
（1）高锰酸钾标准液用

 

滴定管盛装（填“酸式”或“碱式”）．
（2）在步骤①中，滴加高锰酸钾溶液时观察到有无色气体产生，则高锰酸钾与草酸反应的离子方程式为

 

．
（3）在步骤②中，下列操作会引起测定结果偏高的是

 

．
A、滴定管在盛装高锰酸钾前未润洗
B、滴定过程中，锥形瓶震荡的太剧烈，以致部分液体溅出
C、滴定前读数正确，滴定终点时俯视读数
D、滴定前读数正确，滴定终点时仰视读数
（4）0.20g样品中FeC₂O₄的质量分数为

 

．（不考虑步骤②中的损耗）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：Ⅰ、（1）CO能与氯化钯（PdCl₂）溶液反应生成黑色的钯粉，将草酸亚铁分解产生的气体依次通过A（澄清石灰水）和B（氯化钯溶液），观察到A中澄清石灰水变浑浊，B中有黑色物质生成，说明反应生成的气体中含有一氧化碳和二氧化碳；
（2）①B点残留固体质量占原样品总质量的百分数位80%，损失20%，FeC₂O₄.2H₂O中结晶水的质量为

36

180

×100%=20%，故A→B发生反应是FeC₂O₄.2H₂O加热失去结晶水；
②由图可知加热生成C时，分解完全，假定草酸亚铁晶体为180g，其物质的量为1mol，则C固体的质量为180g×40%=72g，铁元素质量为1mol×56g/mol=56，故应含有氧元素为72g-56g=16g，即铁原子与氧原子物质的量之比为1：1，应为FeO，B点到C点是FeC₂O₄分解的反应；
Ⅱ、（1）高锰酸钾溶液具有强氧化性，需要盛放在酸式滴定管中；
（2）步骤①中，滴加高锰酸钾溶液时观察到有无色气体产生，是你高锰酸钾溶液氧化草酸为二氧化碳，依据原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式；
（3）滴定实验过程中误差分析利用c（待测液）=

c(标准液)V(标准液)

V(待测液)

分析判断，过程中消耗标准液的体积变化和误差关系；
（4）依据滴定过程中的数据和离子方程式的定量关系计算得到．

解答： 解：（1）将草酸亚铁分解产生的气体依次通过A（澄清石灰水）和B（氯化钯溶液），观察到A中澄清石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳气体，B中有黑色物质生成，CO能与氯化钯（PdCl₂）溶液反应生成黑色的钯粉，说明反应生成的气体中含有一氧化碳和二氧化碳；
故答案为：CO、CO₂；
（2）①由图可知，加热生成B时剩余固体为80%，损失20%，FeC₂O₄.2H₂O中结晶水的质量为

36

180

×100%=20%，故A→B发生反应是FeC₂O₄.2H₂O加热失去结晶水，反应方程式为：FeC₂O₄.2H₂O（s）

△   .

FeC₂O₄（s）+2H₂O（g），B点对应固体物质的化学式为FeC₂O₄ ；
故答案为：FeC₂O₄；
②由图可知B加热生成C时，分解完全，假定草酸亚铁晶体为180g，其物质的量为1mol，则C固体的质量为180g×40%=72g，铁元素质量为1mol×56g/mol=56，故应含有氧元素为72g-56g=16g，氧原子物质的量为1mol，即铁原子与氧原子物质的量之比为1：1，应为FeO，依据氧化还原反应电子守恒分析计算，碳元素化合价从+3价变化为+2价和+3价，生成一氧化碳和二氧化碳气体，原子守恒配平写出化学方程式；FeC₂O₄ 

△   .

 FeO+CO↑+CO₂↑；
故答案为：FeC₂O₄ 

△   .

 FeO+CO↑+CO₂↑；
Ⅱ、（1）高锰酸钾溶液具有强氧化性，需要盛放在酸式滴定管中；
故答案为：酸式；
 （2）滴加高锰酸钾溶液时观察到有无色气体产生，是你高锰酸钾溶液氧化草酸为二氧化碳，依据原子守恒和电荷守恒配平书写得到离子方程式为：
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（3）滴定实验过程中误差分析利用c（待测液）=

c(标准液)V(标准液)

V(待测液)

分析判断；
A、滴定管在盛装高锰酸钾前未润洗，稀释高锰酸钾浓度变小，消耗标准溶液体积增大，测定结果偏高，故A符合；
B、滴定过程中，锥形瓶震荡的太剧烈，以致部分液体溅出，待测液损耗，消耗标准溶液体积减小，测定结果偏低，故B不符合；
C、滴定前读数正确，滴定终点时俯视读数，读出的标准溶液体积减少，测定结果偏低，故C不符合；
D、滴定前读数正确，滴定终点时仰视读数，读出的标准溶液体积增大，测定结果偏高，估D符合；
故答案为：A D； 
（4）分析实验过程可知，亚铁离子被高锰酸钾滴定消耗溶液体积为6.00ml，反应为；MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，依据反应的定量关系计算为：
 5Fe²⁺～MnO₄^-，
 5       1
n      0.02000mol/L×0.0060L
n=0.0006mol
0.20g样品中FeC₂O₄的质量分数=

0.0006mol×144g/mol

0.20g

×100%=43.2%；
故答案为：43.2%；

点评：本题以草酸亚铁制备为载体，考查盐类水解、化学计算推断物质、化学平衡计算，滴定误差分析判断，根据计算判断各阶段发生的反应是解题的关键，容易忽略草酸亚铁分解生成的一氧化碳、二氧化碳，难度较大．