三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]•xH2O)是一种光敏材料,在110℃可完全失去结晶水.为测定该晶体中铁的含量,某实验小组做了如下实验:铁含量的测定

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-08-07 08:10:40 高中化学

三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]•xH2O)是一种光敏材料,在110℃可完全失去结晶水.为测定该晶体中铁的含量,某实验小组做了如下实验:铁含量的测定

步骤一:称量5.00g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250mL溶液.

步骤二: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,MnO 1 被还原成Mn2+ . 向反应后的溶液中加入一小匙锌粉,加热至黄色刚好消失,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.

步骤三:用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,消耗KMnO4溶液20.02mL,滴定中MnO 1 被还原成Mn2+ . 重复步骤二、步骤三操作,滴定消耗0.010mol/L KMnO4溶液分别为19.98mL和20.00mL.请回答下列问题:

(1)滴定过程中,高锰酸钾应盛装在______滴定管中(填“酸式”或“碱式”).

(2)用离子方程式表示步骤二中涉及到的相关化学反应:______;Zn+2Fe3+═2Fe2++Zn2+ .

(3)步骤三中滴定终点的判定:______ .

(4)在步骤二中,若加入的KMnO4溶液的量不够,则测得的铁含量______ . 在步骤三中,若滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,则测得的铁含量______ . (选填“偏低”、“偏高”、“不变”)

(5)实验测得该晶体中铁的质量分数为______ .

【答案】

(1)酸式

(2)2MnO 1 +5C2O 2 +16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O

(3)当最后一滴高锰酸钾加入后,溶液颜色变为紫红(浅红色)色,且半分钟内不褪色

(4)偏高;偏低

(5)11.2%

【解析】

解:(1)高锰酸钾具有强氧化性,能腐蚀橡皮管,所以用酸式滴定管盛放,所以答案是:酸式;(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,MnO 1 被还原成Mn2+ , 结合原子守恒和电荷守恒写出反应的离子方程式为:2MnO 1 +5C2O 2 +16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,(3)当滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液无色变为紫红色且半分钟不褪色,则达到了滴定终点,所以答案是:当最后一滴高锰酸钾加入后,溶液颜色变为紫红(浅红色)色,且半分钟内不褪色;(4)若在步骤二中滴入酸性高锰酸钾溶液不足,则会有部分草酸根离子未被氧化,在步骤三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,在步骤三中,若滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,读取标准溶液的体积减小,则测得的铁含量偏低,所以答案是:偏高;偏低;(5)根据离子方程式计算,5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O, n(Fe)=5n(MnO 1 )=5× 3 ×0.01×10﹣3×10=1.0×10﹣2mol, m(Fe)=56 g•mol﹣1×1.0×10﹣2mol=0.56g.晶体中铁的质量分数= 4 ×100%=11.2%,所以答案是:11.2%;

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