Question

【題目】三草酸合鐵酸鉀晶體{K3[Fe（C2O4）3]·xH2O}是一種光敏材料，為測定該晶體中鐵的含量，某實驗小組做了如下實驗：

步驟一：稱量4.00 g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250 mL溶液。

步驟二：取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中，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，同時，MnO被還原成Mn2＋。向反應后的溶液中加入一小匙鋅粉，加熱至黃色剛好消失，過濾，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0.010 mol/L KMnO4溶液滴定步驟二所得溶液至終點，消耗KMnO4溶液20.02 mL，滴定中MnO被還原成Mn2＋。

重復步驟二、步驟三操作，滴定消耗0.010 mol/L KMnO4溶液19.98 mL。

請回答下列問題：

（1）配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作步驟依次是：稱量、________、轉移、洗滌并轉移、________、搖勻。

（2）加入鋅粉的目的是________________ ___。

（3）寫出步驟三中發生反應的離子方程式：________________________。

（4）實驗測得該晶體中鐵的質量分數為__________。在步驟二中，若加入的KMnO4溶液的量不夠，則測得的鐵含量________。（選填“偏低”、“偏高”或“不變”）

Answer 1

【答案】（1）溶解（1分）定容（1分）

（2）將Fe3＋還原為Fe2＋（2分）

（3）8H＋＋MnO＋5Fe2＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O（2分）

（4）14.00%（或0.14） （2分） 偏高（2分）

【解析】試題分析：（1）配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作步驟依次是：稱量、溶解、轉移、洗滌并轉移、定容、搖勻。

（2）步驟二中加入鋅粉至黃色剛好消失，目的是將Fe3+恰好還原成Fe2+；

（3）在步驟三中MnO4-將Fe2+氧化為Fe3+，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，發生反應的離子方程式是8H＋＋MnO＋5Fe2＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O；

（4）消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL ，n（Fe2+） :n（MnO4-） ＝5 ：1，n（MnO4-）＝0.010 mol/L ×0.02L ＝0.0002 mol,所以n（Fe2+） ＝5n（MnO4-） ＝5 ×0.0002mol ＝0.001mol，所以250 mL溶液中Fe的質量是m（Fe） ＝0.001 mol ×（250 ÷25） ×56 g/mol =0.56g，該晶體中鐵元素的質量分數為（0.56g ÷4.00 g） ×100%= 11.400%；若步驟二中加入的KMnO4的溶液的量不足，則溶液中還存在部分草酸根離子，在第三步消耗的KMnO4溶液體積偏大，使的測得的鐵含量偏高。