Question

【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)是一種黃色難溶于水的固體，受熱易分解，是生產鋰電池、涂料、著色劑以及感光材料的原材料。

Ⅰ、草酸亞鐵晶體的制備：

(1)步驟①硫酸亞鐵銨晶體加稀硫酸溶解的原因是___________________。

(2)步驟2傾析的作用是使固液分離，具體操作是靜置后，將沉淀上部的溶液傾入另一容器，從而獲得固體。傾析法與普通的過濾相比，明顯的優點是____________________。

(3)硫酸亞鐵銨俗稱莫爾鹽，在空氣中比一般的亞鐵鹽穩定，較難被氧化，其水溶液的性質與組成它的簡單鹽的混合溶液沒有區別。設計簡單實驗證明硫酸亞鐵銨比硫酸亞鐵更穩定______________________。

Ⅱ、測定草酸亞鐵的純度：

(4)在步驟③的溶液中除發生反應MnO4-+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O 外，還有另一氧化還原反應，寫出該反應的離子方程式__________________ ；用KmnO4標準溶液滴定至終點的現象是_____________________。

(5)步驟④加入適量鋅粉的目的是________________。

(6)相同條件下，重復滴定三次，步驟③平均消耗KmnO4標準溶液V1mL，步驟⑤平均消耗V2mL，則mg固體樣品的純度計算式為______________。(用相關字母表示，不必化簡)

Answer 1

【答案】 抑制Fe2+的水解 操作簡便、加快固液分離的速率(回答一個即得分) 取等物質的量的硫酸亞鐵銨和硫酸亞鐵固體，空氣中放置相同的數分鐘，用等體積和不含氧的蒸餾水溶解(各加入同濃度、等體積的硫酸)，再加入2滴同濃度的KSCN溶液，觀察到硫酸亞鐵溶液的顏色更深，說明硫酸亞鐵銨比硫酸亞鐵更穩定 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 最后一滴標準溶液加入后，錐形瓶中的溶液顏色由黃色變為淡紅色，且半分鐘內不褪色 將Fe3+還原為Fe2+ 4.5cV2/m×l00%

【解析】Ⅰ、（1）Fe2+易發生水解Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,在溶解的過成中，加入與其陰離子對應的酸（硫酸）抑制Fe2+的水解，故答案為：抑制Fe2+的水解；

（2）過濾，水浸過濾紙的速度較慢；傾析法直接傾倒，相較而言，操作更為簡便、分離速率也快。故答案為：操作簡便、加快固液分離的速率；

（3）根據已知：硫酸亞鐵銨在空氣中比一般的亞鐵鹽穩定，可以確定實驗思路，將要比較的兩種鹽都放置在空氣中一段時間，然后比較氧化產物Fe3+的存在情況。實驗過程中，要注意控制變量，即除了硫酸亞鐵銨和硫酸亞鐵這兩種藥品本身不同之外，其他的反應條件時間均要相同。實驗設計表述為：取等物質的量的硫酸亞鐵銨和硫酸亞鐵固體，空氣中放置相同的數分鐘，用等體積和不含氧的蒸餾水溶解(各加入同濃度、等體積的硫酸)，再加入2滴同濃度的KSCN溶液，觀察到硫酸亞鐵溶液的顏色更深，說明硫酸亞鐵銨比硫酸亞鐵更穩定。

Ⅱ、流程的目的為測定草酸亞鐵的純度，可以通過測定Fe2+的量而間接得出草酸亞鐵的量。取mg的樣品晶體溶解后配制成100mL。取2OmL樣液，用高錳酸鉀標準溶液滴定，消耗V1mL高錳酸鉀溶液。滴定后，溶液中的Fe2+轉化為Fe3+，H2C2O4轉化為CO2。因為樣品中含有草酸銨，所以不能根據這一次滴定數據計算草酸亞鐵。滴定后的溶液中存在Fe3+，加入Zn粉將Fe3+還原為Fe2+，再次用高錳酸鉀溶液滴定消耗V2mL高錳酸鉀溶液。

（4）草酸亞鐵晶體溶于稀硫酸后，C2O42-與H+結合為H2C2O4，溶液中含有兩種還原性物質：Fe2+和H2C2O4，加入KMnO4溶液后，KMnO4也能將H2C2O4氧化為CO2，發生反應為：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；當高錳酸鉀將Fe2+和H2C2O4反應完全后，再加入高錳酸鉀，溶液會立即變紅色，振蕩，半分鐘內顏色不會褪去，即達到滴定終點，停止滴定。

故答案為：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；最后一滴標準溶液加入后，錐形瓶中的溶液顏色由黃色變為淡紅色，且半分鐘內不褪色；

（5）根據上述分析，步驟④中加入Zn粉的目的：將Fe3+還原為Fe2+；

（6）步驟⑤中滴定Fe2+消耗V2mL高錳酸鉀溶液，根據方程式可列式子計算。

5Fe2+ + MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O

5mol1mol

ncV2×10-3mol

所以，n=5cV2×10-3(原樣液取的是20mL)

所以，mg樣品含有Fe2+物質的量為5cV2×10-3mol×=2.5cV2×10-2mol

所以，FeC2O4·2H2O的質量分數==4.5cV2/m×l00%