Question

4．三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O为绿色晶体；水中溶解度：0℃时为4.7g•100g-1，100℃时为18g•100g-1，难溶于C₂H₅OH等有机溶剂．该物质对光敏感，光照条件下可分解放出CO₂．
实验室制备，将12.0g草酸钾晶体溶于20.0mL热的蒸馏水中，在溶液近沸时边搅拌边加入8.0mL FeCl₃ 水溶液（0.4g/mL），将此溶液在冰水中冷却，有绿色晶体析出，待晶体析出完全后，减压过滤得粗产品．将粗产品溶解于约20.0mL的热蒸馏水中，趁热过滤，将滤液在冰水中冷却，待结晶完全后，减压过滤并用冰蒸馏水和乙醇洗涤晶体，晾干，得最终产品．
涉及的主要方程式如下：
3K₂C₂O₄+FeCl₃+3H₂O═K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O+3KCl
准确称取0.9800g最终产品配成250mL溶液，移取25mL试样，加入20mL 3mol/L稀硫酸使三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾分解为铁离子和草酸根离子．用高锰酸钾标准溶液滴定试样至终点，记下读数．往滴定后的溶液中加入稀硫酸，再加锌粉，然后用高锰酸钾标准溶液滴定至终点，记下读数．平行测定三次，通过消耗高锰酸钾标准溶液的体积（$\overline{{V}_{1}}$和$\overline{{V}_{2}}$）及浓度计算得到铁离子和草酸根离子的含量．
（1）实验室制备三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾时，应选用装置烧杯（三颈烧瓶、烧杯、圆底烧瓶或蒸发皿）；
（2）为促使三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾晶体析出完全，还可以往溶液中加入少量乙醇；
（3）用冰蒸馏水和乙醇分别洗涤重结晶产品的原因各自是减少产品损耗和利用乙醇挥发带走水分．
（4）称取最终产品配成250mL溶液过程中要注意避光；
（5）用高锰酸钾标准溶液滴定至终点时，现象为滴定至溶液呈浅红色且半分钟内不再变色；
（6）往滴定后的溶液中加入锌粉至出现溶液颜色变为浅绿色，产生气泡现象．
（7）$\overline{{V}_{1}}$和$\overline{{V}_{2}}$比值约为6：1．

Answer 1

分析 （1）根据三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾的制备方法，溶液中的反应应选用烧杯作反应器；
（2）乙醇与水互溶，而三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾难溶于乙醇；
（3）三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾的溶解度随温度降低而减小；乙醇挥发带走水分，用乙醇洗涤重结晶产品，也减少了产品损耗；
（4）因三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾光照条件下可分解放出CO₂；
（5）用高锰酸钾标准溶液滴定至终点时，三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾完全反应，此时溶液呈浅红色且半分钟内不再变色；
（6）往滴定后的溶液中加入稀硫酸，再加锌粉，锌置换出氢气，有气泡产生；锌还原三价铁离子，溶液变为浅绿色；
（7）滴定时：3C₂O${\;}_{4}^{2-}$～6CO₂～6e^-～；Fe²⁺～Fe³⁺～e^-，KMnO₄被还原为锰离子，根据电子转移守恒计算．

解答 解：（1）根据三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾的制备方法：将12.0g草酸钾晶体溶于20.0mL热的蒸馏水中，在溶液近沸时边搅拌边加入8.0mL FeCl₃ 水溶液（0.4g/mL），溶液中的反应应选用烧杯作反应器；
故答案为：烧杯；
（2）乙醇与水互溶，而三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾难溶于乙醇，可以往溶液中加入少量乙醇，促进三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾晶体析出完全；  
故答案为：乙醇；
（3）三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾的溶解度随温度降低而减小，故用冰蒸馏水洗涤三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾晶体，减少减少产品损耗；乙醇挥发带走水分，用乙醇洗涤重结晶产品，也减少了产品损耗；
故答案为：减少产品损耗；利用乙醇挥发带走水分；
（4）因三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾光照条件下可分解放出CO₂，故称取最终产品配成250mL溶液过程中要注意避光；
故答案为：避光；
（5）用高锰酸钾标准溶液滴定至终点时，三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾完全反应，此时溶液呈浅红色且半分钟内不再变色；
故答案为：滴定至溶液呈浅红色且半分钟内不再变色；
（6）往滴定后的溶液中加入稀硫酸，再加锌粉，锌置换出氢气，有气泡产生；锌还原三价铁离子，溶液变为浅绿色；
故答案为：溶液颜色变为浅绿色，产生气泡；
（7）滴定时：3C₂O${\;}_{4}^{2-}$～6CO₂～6e^-，Fe²⁺～Fe³⁺～e^-，KMnO₄被还原为锰离子，根据电子转移守恒则$\overline{{V}_{1}}$：$\overline{{V}_{2}}$=6：1；
故答案为：6：1．

点评 本题考查较为综合，涉及到物质的制备、滴定和结晶等操作，注意基础实验知识的积累，把握实验步骤、原理和注意事项等问题．