Question

5．某化學小組擬利用下列流程測定某草酸亞鐵樣品（含有少量草酸，不含結晶水和其他雜質）中FeC₂O₄的含量．

已知幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示

	Fe2+	Fe3+	Al3+	Mg2+
開始沉淀時的pH	7.5	2.8	4.2	9.6
沉淀完全時的pH	9.0	4.0	5	11

試回答下列問題：
（1）用2mol/L H₂SO₄溶液溶解草酸亞鐵樣品而不用蒸餾水直接溶解的原因是防止Fe²⁺水解加熱至70℃左右，立即用KMnO₄溶液滴定至終點．發(fā)生反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O和MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
（2）保溫放置30min的目的是使反應更完全
（3）證明反應Ⅰ完全的實驗操作或現象為溶液呈紫紅色，取少許紫紅色溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化
（4）已知常溫下Fe（OH）₃的Ksp=1.1×10^-36，廢液中c（Fe³⁺）=1.1×10^-6mol•L^-1．
（5）灼燒充分的標志是連續(xù)兩次灼燒、冷卻、稱量所得質量差不超過0.1g
（6）樣品中FeC₂O₄的含量為72%．

Answer 1

分析 用2mol/L H₂SO₄溶液溶解草酸亞鐵樣品將其變成溶液，加熱至70℃左右，加入足量的KMnO₄溶液發(fā)生反應Ⅰ，將溶液中的草酸根氧化成二氧化碳，將二價鐵氧化成三價鐵，保溫放置30min的目的是使反應更完全，再加入試劑A調節(jié)pH值，只使三價鐵完全生成氫氧化鐵沉淀，過濾得到氫氧化鐵沉淀，充分灼燒使氫氧化鐵分解生成氧化鐵，稱其質量，最終根據鐵守恒計算，據此分析解答．

解答 解：用2mol/L H₂SO₄溶液溶解草酸亞鐵樣品將其變成溶液，加熱至70℃左右，加入足量的KMnO₄溶液發(fā)生反應Ⅰ，將溶液中的草酸根氧化成二氧化碳，將二價鐵氧化成三價鐵，保溫放置30min的目的是使反應更完全，再加入試劑A調節(jié)pH值，只使三價鐵完全生成氫氧化鐵沉淀，過濾得到氫氧化鐵沉淀，充分灼燒使氫氧化鐵分解生成氧化鐵，稱其質量，最終根據鐵守恒計算，
（1）因為Fe²⁺水解，所以用2mol/L H₂SO₄溶液溶解草酸亞鐵樣品而不用蒸餾水直接溶解的原因是防止Fe²⁺水解，加熱至70℃左右，加入足量的KMnO₄溶液，將溶液中的草酸根氧化成二氧化碳，將二價鐵氧化成三價鐵，離子方程式分別為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O和MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：防止Fe²⁺水解； MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（2）保溫放置30min的目的是使反應更完全，故答案為：使反應更完全；
（3）加入足量的KMnO₄溶液發(fā)生反應Ⅰ，將溶液中的草酸根氧化成二氧化碳，將二價鐵氧化成三價鐵，所以當高錳酸根過量時即溶液呈紫紅色或者不含三價鐵即取少許紫紅色溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，則反應Ⅰ完全，故答案為：溶液呈紫紅色，取少許紫紅色溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化；
（4）因為有沉淀圖表可知，三價鐵完全沉淀的pH值為4，所以c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp}{c（OH{\;}^{-}）{\;}^{3}}$=$\frac{1.1×10{\;}^{-36}}{（1×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$=1.1×10^-6 mol•L^-1，故答案為：1.1×10^-6；
（5）灼燒充分是指氫氧化鐵完全分解，即連續(xù)兩次灼燒、冷卻、稱量所得質量差不超過0.1g，所以灼燒充分的標志是連續(xù)兩次灼燒、冷卻、稱量所得質量差不超過0.1g，故答案為：連續(xù)兩次灼燒、冷卻、稱量所得質量差不超過0.1g；   
（6）充分灼燒使氫氧化鐵分解生成氧化鐵，稱其質量為8g，即氧化鐵的物質的量為$\frac{8g}{160g/mol}$=0.05mol，根據鐵守恒，所以樣品中FeC₂O₄的物質的量為0.05×2=0.1mol，則樣品中FeC₂O₄的含量為$\frac{0.1×（56+24+64）}{20.0}$×100%=72%，故答案為：72%．

點評 本題考查了用流程圖法測定該樣品中FeC₂O₄的含量，涉及了實驗方案設計、方程式的書寫、質量分數的計算等知識，可以根據所學知識完成，難度中等．