Question

19．三草酸合鐵酸鉀晶體（K₃[Fe（C₂O₄）₃]•xH₂O）是一種光敏材料，110℃時失去全部結晶水．某實驗小組為測定該晶體中鐵的含量，做了如下實驗，完成下列填空：
步驟一：稱取5.0g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250mL溶液．
步驟二：取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，加H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液，發生反應
2MnO₄^-+16H⁺+5C₂O₄^2-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O（Mn²⁺視為無色）．向反應后的溶液中加入鋅粉，
加熱至黃色剛好消失，過濾并洗滌，將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中，此時溶
液仍呈酸性．
步驟三：用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步驟二所得溶液至終點，滴定中MnO₄^-被還原成Mn²⁺．消耗KMnO₄溶液體積如下表所示：

滴定次數	滴定起始讀數（mL）	滴定終點讀數（mL）
第一次	1.08	如圖
第二次	2.02	24.52
第三次	1.00	20.98

（1）步驟一所用儀器已有托盤天平（帶砝碼）、玻璃棒、燒杯、藥匙，還缺少的儀器250mL容量瓶、膠頭滴管．
（2）加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺．
（3）寫出步驟三中發生反應的離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
（4）實驗測得該晶體中鐵元素的質量分數為11.2%．在步驟二中，若滴加的KMnO₄溶液的量不夠，
則測得鐵的含量偏高．（選填“偏低”、“偏高”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據配制一定物質的量濃度的溶液的操作步驟判斷：在配制物質的量濃度的溶液時，要經過：計算→稱量→溶解→移液→洗滌并轉移→定容→搖勻等步驟；配制過程中的溶液均轉移至250mL容量瓶中；
（2）鋅粉能與Fe³⁺反應，加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺；
（3）根據物質的性質和書寫離子方程式的有關要求書寫離子方程式；
（4）根據離子方程式計算，n（Fe）=5n（MnO₄^-）=5×$\frac{20.02mL+19.98mL}{2}$×0.01 mol•L^-1×10^-3×10=1.0×10^-2mol，m（Fe）=56 g•mol^-1×1.0×10^-2mol=0.56g．晶體中鐵的質量分數=$\frac{0.56g}{5g}$×100%=11.2%，若在步驟二中滴入酸性高錳酸鉀溶液不足，則會有部分草酸根離子未被氧化，在步驟三中則會造成消耗酸性高錳酸鉀溶液的量偏大，從而計算出的鐵的量增多，含量偏高．

解答 解：（1）在配制三草酸合鐵酸鉀溶液時，使用到的玻璃儀器包括：燒杯、玻璃棒，還需要250mL容量瓶、定容需要膠頭滴管，
故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺，故答案為：將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺；
（3）在步驟三中發生的離子反應為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（4）根據步驟三中的離子反應可知：n（Fe）=5n（MnO₄^-）=5×$\frac{20.02mL+19.98mL}{2}$×0.01 mol•L^-1×10^-3×10=1.0×10^-2mol，m（Fe）=56 g•mol^-1×1.0×10^-2mol=0.56g．晶體中鐵的質量分數=$\frac{0.56g}{5g}$×100%=11.2%，若在步驟二中滴入酸性高錳酸鉀溶液不足，則會有部分草酸根離子未被氧化，在步驟三中則會造成消耗酸性高錳酸鉀溶液的量偏大，從而計算出的鐵的量增多，含量偏高，故答案為：11.2%；偏高．

點評 本題考查較為綜合，涉及到溶液的配制、滴定和結晶等操作，注意基礎實驗知識的積累，把握實驗步驟、原理和注意事項等問題．