Question

三草酸合鐵酸鉀晶體（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?xH₂O）是一種光敏材料，在110℃可完全失去結(jié)晶水．為測定該晶體中鐵的含量和結(jié)晶水的含量，某實驗小組做了如下實驗：
I．鐵含量的測定
步驟一：稱量5.00g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250mL溶液．
步驟二：取所配溶液25.00mL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，Mn04-被還原成Mn2+．向反應(yīng)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0.010mol?L^-1KMnO₄溶液滴定步驟二所得溶液至終點，消耗KMnO₄溶液．
02mL，滴定中MnO₄^-被還原成Mn²⁺．
重復(fù)步驟二、步驟三操作，滴定消耗0.010mol/L KMn04溶液19.98mL
請回答下列問題：
（1）步驟一中配制三草酸合鐵酸鉀溶液使用到的玻璃儀器包括：燒杯、玻璃棒、

 

、
（2）步驟二中加入鋅粉至黃色剛好消失，目的是
（3）寫出步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，測得該晶體中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為
（5）若步驟二中加入的KMnO₄的溶液的量不足，則測得的鐵含量

 

（選填填“偏低”“偏高”或“不變”）
Ⅱ．結(jié)晶水的測定
（6）采用熱重分析儀測定三革酸合鐵酸鉀晶體（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?xH₂O）在1 0℃時的失重率為a%，則晶體化學(xué)式中結(jié)晶水的個數(shù)x的計算式為）
（已知：三草酸合鐵酸鉀的摩爾質(zhì)量M（K₃[Fe（C₂O₄）₃]）=510g?mol^-1）

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）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的操作步驟判斷：在配制物質(zhì)的量濃度的溶液時，要經(jīng)過：計算→稱量→溶解→移液、洗滌→振蕩→定容→搖勻等步驟；
（2）鋅粉能與Fe³⁺反應(yīng)，加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺；
（3）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和書寫離子方程式的有關(guān)要求書寫離子方程式；
（4）根據(jù)離子方程式計算；
（5）若在步驟二中滴入酸性高錳酸鉀溶液不足，則會有部分草酸根離子未被氧化，在步驟三中則會造成消耗酸性高錳酸鉀溶液的量偏大，從而計算出的鐵的量增多，含量偏高．
（6）根據(jù)水的物質(zhì)的量求出x．

解答： 解：（1）在配制三草酸合鐵酸鉀溶液時，使用到的玻璃儀器包括：燒杯、玻璃棒，還需要250mL容量瓶、定容需要膠頭滴管；故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）加入鋅粉的目的是將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺，故答案為：將Fe³⁺恰好還原成Fe²⁺；
（3）在步驟三中發(fā)生的離子反應(yīng)為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（4）根據(jù)步驟三中的離子反應(yīng)可知：n（Fe）=5n（MnO₄^-）=5×

20.02mL+19.98mL

2

×0.01 mol?L^-1×10^-3×10=1.0×10^-2mol，m（Fe）=56 g?mol^-1×1.0×10^-2mol=0.56g．晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)=

0.56g

5g

×100%=11.2%，故答案為：11.2%；
（5）若在步驟二中滴入酸性高錳酸鉀溶液不足，則會有部分草酸根離子未被氧化，在步驟三中則會造成消耗酸性高錳酸鉀溶液的量偏大，從而計算出的鐵的量增多，含量偏高．故答案為：偏高；
（6）采用熱重分析儀測定三革酸合鐵酸鉀晶體（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?xH₂O）在1 0℃時的失重率為a%，則m（H₂O）=（510+18x）a%，根據(jù)水物質(zhì)的量，x=

(510+18x)a%

18

，x=

5.1a

18(1-a%)

；故答案為：

5.1a

18(1-a%)

．

點評：本題考查較為綜合，涉及到溶液的配制、滴定和結(jié)晶等操作，注意基礎(chǔ)實驗知識的積累，把握實驗步驟、原理和注意事項等問題．