Question

草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體K_x[Fe_y（C₂O₄）z]?nH₂O可用于攝影和藍色印刷．為確定其組成，某化學(xué)興趣小組在沒有氧氣干擾下進行如下實驗：
【實驗Ⅰ】草酸根含量的測定
稱取0.9820g樣品放入錐形瓶中，加入適量稀硫酸和一定量水，加熱至343～358K，用0.2000mol?L^-1 KMnO₄溶液滴定，滴定過程中草酸根離子轉(zhuǎn)變成CO₂逸出反應(yīng)容器，KMnO₄轉(zhuǎn)變成Mn²⁺．達到滴定終點時，共消耗KMnO₄溶液12.00ml．
【實驗Ⅱ】鐵含量的測定
將上述滴定過草酸根的保留液充分加熱，使淡紫紅色消失．冷卻后，調(diào)節(jié)溶液pH并加入過量的KI固體，充分反應(yīng)后調(diào)節(jié)pH至7左右，滴入幾滴淀粉溶液做指示劑，用0.2500mol?L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，共消耗Na₂S₂O₃溶液8.00ml．（已知：實驗Ⅱ中涉及的部分離子方程式為：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）
請根據(jù)上述實驗回答下列問題：
（1）實驗Ⅰ在滴定過程中反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）MnO₄^-在酸性條件下，加熱能分解為O₂，同時生成Mn²⁺．若實驗Ⅱ中沒有對實驗Ⅰ的保留液進行充分加熱，則測定的Fe³⁺的含量將會

 

（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．
（3）實驗Ⅱ用淀粉溶液做指示劑，則滴定終點觀察到的現(xiàn)象為

 

．
（4）通過計算確定樣品晶體的組成（寫出計算過程）．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）實驗Ⅰ在滴定過程中反應(yīng)是酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性氧化草酸為二氧化碳，本身被還原為錳離子；
（2）若實驗Ⅱ中沒有對實驗Ⅰ的保留液進行充分加熱，則溶液中有剩余的MnO₄^-，MnO₄^-能氧化I^-生成碘單質(zhì)，從而導(dǎo)致與碘單質(zhì)反應(yīng)的Na₂S₂O₃溶液的體積增大，因此導(dǎo)致測定Fe³⁺的含量偏高；
（3）由于單質(zhì)I₂遇到淀粉變藍色，所以費用終點的實驗現(xiàn)象是滴入最后一滴Na₂S₂O₃標準溶液，溶液由藍色變化為無色且半分鐘不變化，證明反應(yīng)達到終點；
（4）依據(jù)氧化還原反應(yīng)，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計算得到，2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；2MnO₄^-～5C₂O₄^2-； 2S₂O₃^2-～I₂～2 Fe³⁺；

解答： 解：（1）實驗Ⅰ在滴定過程中反應(yīng)是酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性氧化草酸為二氧化碳，本身被還原為錳離子，反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑；
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑；
（2）若實驗Ⅱ中沒有對實驗Ⅰ的保留液進行充分加熱，則溶液中有剩余的MnO₄^-，MnO₄^-能氧化I^-生成碘單質(zhì)，從而導(dǎo)致與碘單質(zhì)反應(yīng)的Na₂S₂O₃溶液的體積增大，因此導(dǎo)致測定Fe³⁺的含量偏高；
故答案為：偏高；
（3）由于單質(zhì)I₂遇到淀粉變藍色，所以費用終點的實驗現(xiàn)象是滴入最后一滴Na₂S₂O₃標準溶液，溶液由藍色變化為無色且半分鐘不變化，證明反應(yīng)達到終點；
故答案為：滴下最后一滴Na₂S₂O₃標準溶液，溶液由藍色變成無色，且半分鐘內(nèi)不變色；
（4）依據(jù)氧化還原反應(yīng)，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計算得到，2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
          2MnO₄^-～5C₂O₄^2-； 
            2       5
0.2×12×10^-3mol   n（C₂O₄^2-）
 n（C₂O₄^2-）=6×10^-3mol
          2S₂O₃^2-～I₂～2 Fe³⁺；
           2            2
0.25×8×10^-3mol        n（Fe³⁺）
 n（Fe³⁺）=2×10^-3mol
依據(jù)溶液中電荷守恒n（K⁺）=6×10^-3mol
結(jié)合質(zhì)量守恒得到：m（H₂O）=0.9820g-39g/mol×6×10^-3mol-56g/mol×2×10^-3mol-88g/mol×6×10^-3mol=0.108g
n（H₂O）=

0.108g/mol

18g/mol

=6×10^-3mol
n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（C₂O₄^2-）：n（H₂O）=3：1：3：3
化學(xué)式為K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O
答：化學(xué)式為K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O．

點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)滴定實驗的分析判斷和定量計算應(yīng)用，主要是化學(xué)式的計算分析，實驗過程的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．