Question

【題目】（本題滿分18分）草酸亞鐵為黃色固體，作為一種化工原料，可廣泛用于涂料、陶瓷、玻璃器皿等的著色劑以及新型電池材料、感光材料的生產。合成草酸亞鐵的流程如下：

（1）配制(NH4)2Fe(SO4)26H2O溶液時，需加入少量稀硫酸，目的是_____________。

（2）得到的草酸亞鐵沉淀需充分洗滌，檢驗是否洗滌干凈的方法是_____________。

（3）將制得的產品(FeC2O4·2H2O)在氬氣氣氛中進行加熱分解，結果如下圖(TG%表示殘留固體質量占原樣品總質量的百分數)。

①則A-B發生反應的化學方程式為_____________；

②已知B→C過程中有等物質的量的兩種氣態氧化物生成，寫出B→C的化學方程式_____________；

（4）某草酸亞鐵樣品中含有少量草酸銨。為了測定不純產品中草酸根的含量，某同學做了如下分析實驗：

Ⅰ．準確稱量m g樣品，溶于少量2mol/L硫酸中并用100mL容量瓶定容。

Ⅱ．取上述溶液20mL，用c mol/L高錳酸鉀標準溶液滴定，溶液變為淡紫色，消耗高錳酸鉀溶液的體積為V1mL。

Ⅲ．向上述溶液中加入足量Zn粉，使溶液中的Fe3+恰好全部還原為Fe2+，過濾。

Ⅳ．洗滌剩余的鋅粉和錐形瓶，洗滌液并入濾液。

Ⅴ．用c mol/L KMnO4溶液滴定該濾液至溶液出現淡紫色，消耗KMnO4溶液的體積V2mL。

回答下列問題：

①已知：草酸(H2C2O4)與酸性高錳酸鉀溶液反應，現象是有氣泡產生，紫色消失，寫出該反應的離子方程式：_____________；

②若省略步驟Ⅳ，則測定的草酸根離子含量(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

③m g樣品中草酸根離子的物質的量為_____________(用c，V1，V2的式子表示，不必化簡)

Answer 1

【答案】（1）抑制Fe2+和NH4+離子水解；（2）取少量最后一次的洗滌濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈；

（3）①FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O；②FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑；

（4）①2MnO4-+5H2C2O4+6H+= 2Mn2++10CO2↑+8H2O；②偏大；③(cV1- cV2)×10-3×5/2×5mol

【解析】

試題分析：（1）溶液中Fe2+和NH4+離子容易水解，使溶液變渾濁，溶解時加入稀硫酸的目的是為了抑制Fe2+和NH4+離子水解；

（2）生成草酸亞鐵沉淀后，溶液中含有硫酸根離子，只需要檢驗沉淀中是否含有硫酸根離子即可，具體操作為：取少量最后一次的洗滌濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈；

（3）①在FeC2O4·2H2O固體中，結晶水的含量為×100%=20%，故過程A→B發生的反應是：草酸亞鐵晶體受熱失去結晶水，反應的化學方程式為：FeC2O42H2OFeC2O4+2H2O↑；

②根據草酸亞鐵中元素的種類，可知受分解生成等物質的量的兩種氣態氧化物為CO和CO2氣體，發生反應的化學方程式為FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑；

（4）①草酸(H2C2O4)與酸性高錳酸鉀溶液反應有氣泡產生，紫色消失，發生反應的離子方程式為：2MnO4-+ 5H2C2O4+ 6H+ =2Mn2+ +10CO2↑+8H2O；

②根據2MnO4-+5H2C2O4+6H+ = 2Mn2+ +10CO2↑+8H2O，若省略步驟Ⅳ，鋅粒表面吸附部分Fe2+，使得亞鐵離子的量偏少，則測定的草酸根離子含量偏大；

③設樣品中草酸根離子的物質的量為x，亞鐵離子的物質的量為y，根據2MnO4-+5C2O42-+16H+ = 2Mn2+ +10CO2↑+8H2O和MnO4-+8H++5Fe2+ = 5Fe3+ + Mn2++4H2O可知cV1×10-3=x+y、cV2×10-3=y，解得x=(cV1- cV2)×10-3××5mol。