Question

草酸亚铁（FeC₂O₄?2H₂O）用作分析试剂及显影剂和新型电池材料磷酸亚铁锂的生产．已知：CO能与氯化钯（PdCl₂）溶液反应生成黑色的钯粉．回答下列问题：
Ⅰ：兴趣小组对草酸亚铁的分解产物进行实验和探究．
（1）将气体产物依次通过A、澄清石灰水，B、氯化钯，观察到A中澄清石灰水都变浑浊，B中出现黑色物质生成，则上述现象说明气体产物中有

 

．
（2）探究分解得到的固体产物中铁元素的存在形式．
①提出假设
假设1：

 

；  假设2：FeO； 假设3：FeO和Fe混合物
②设计实验方案证明假设3．
限选试剂：1.0mol?L^-1盐酸、3% H₂O₂、0.1mol?L^-1CuSO₄、20% KSCN、蒸馏水．

实验步骤	现象与结论
步骤1：向试管中加入少量固体产物，再加入足量   ，充分振荡	若溶液颜色明显改变，且有   生成，则证明有铁单质存在
步骤2：将步骤1中得到的浊液过滤，并用蒸馏水洗涤至洗涤液无色
步骤3：取步骤2得到的少量固体与试管中，滴加

Ⅱ：某草酸亚铁样品中含有少量草酸．现用滴定法测定该样品中FeC₂O₄的含量．滴定反应是：5Fe²⁺+5C₂O₄^2-+3MnO₄^-+24H⁺=5Fe³⁺+10CO₂↑+3Mn²⁺+12H₂O   实验方案设计为：
①将准确称量的0.20g草酸亚铁样品置于250mL锥形瓶内，加入适量2mol/L的H₂SO₄溶液，使样品溶解，加热至70℃左右，立即用浓度为0.02000mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点，记下滴定管内液面读数为V₁ mL
②向上述滴定混合液中加入适量的Zn粉和过量的2mol/L的H₂SO₄溶液，煮沸5～8min，用KSCN溶液在点滴板上检验点滴液，直至溶液不立刻变红．将滤液过滤至另一个锥形瓶中，继续用0.02000mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点，记下滴定管内液面读数为V₂ mL
③重复以上实验1～2次
若某小组的一次测定数据记录如下：V₁=18.90mL，V₂=6.20mL．根据数据计算0.20g 样品中：n（Fe²⁺）=

 

； n（C₂O₄^2-）=

 

；FeC₂O₄ 的质量分数为

 

（精确到0.01%）

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）依据CO能与氯化钯（PdCl₂）溶液反应生成黑色的钯粉，二氧化碳和澄清石灰水变浑浊分析判断；
（2）①依据假设2、3分析假设1的内容；
②依据假设3是铁和氧化亚铁的混合物，利用硫酸铜溶液和铁反应生成铜的现象分析证明铁的存在，过滤后用蒸馏水洗涤，取固体用盐酸溶解后加入过氧化氢氧化为铁离子，加入硫氰酸钾溶液若出现血红色现象证明含有氧化亚铁，据此设计实验步骤检验；
Ⅱ、根据题干数据，计算出亚铁离子、草酸根离子的浓度，再根据亚铁离子、草酸根离子的物质的量计算出草酸铁的质量分数．

解答：解：Ⅰ：（1）将气体产物依次通过A、澄清石灰水，B、氯化钯，观察到A中澄清石灰水都变浑浊，说明产物含有二氧化碳气体，B中出现黑色物质生成，CO能与氯化钯（PdCl₂）溶液反应生成黑色的钯粉，证明含有一氧化碳气体，则上述现象说明气体产物中有二氧化碳和一氧化碳，
故答案为：CO₂、CO；
（2）①假设2：FeO； 假设3：FeO和Fe混合物，则假设1为Fe，故答案为：Fe；
②依据题干所提供的试剂结合假设3的混合物组成为铁和氧化亚铁的性质分析设计实验步骤为，向试管中加入少量固体产物，再加入足量硫酸铜溶液，充分振荡，若溶液颜色明显改变，且有暗红色固体物质生成证明有铁单质存在，将步骤1中得到的浊液过滤，并用蒸馏水洗涤至洗涤液无色，取步骤2得到的少量固体与试管中，滴加
过量HCl，静置，取上层清液，滴加适量H₂O₂，充分振荡后滴加KSCN，若溶液呈血红色证明含有氧化亚铁，
故答案为：

实验步骤	现象与结论
步骤1：硫酸铜溶液	暗红色固体
步骤3：过量HCl，静置，取上层清液，滴加适量H2O2，充分振荡后滴加KSCN	若溶液呈血红色，则证明有FeO

Ⅱ：样品中亚铁离子、草酸根离子消耗的高锰酸钾溶液的体积为V₁ml：高锰酸钾的物质的量为：V₁×10^-3L×0.02000mol/L=2V₁×10^-5mol，
亚铁离子消耗的高锰酸钾溶液的体积为V₂ml，高锰酸钾的物质的量为：V₂×10^-3L×0.02000mol/L=2V₂×10^-5mol，
草酸根离子消耗的高锰酸钾的物质的量为：（2V₁×10^-5mol-2V₂×10^-5mol）×0.02000mol/L，V₁=18.90mL，V₂=6.20mL；
根据化合价升降相等找出关系式：5Fe²⁺～MnO₄^-，5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，
n（Fe²⁺）=5×2V₂×10^-5mol=0.0006200mol
n（C₂O₄^2-）=2.5×（2V₁×10^-5mol-2V₂×10^-5mol）=0.0006350mol
根据亚铁离子物质的量可知草酸亚铁的物质的量为：0.0006200mol，质量为：0.0006200mol×144g/mol=0.08928g，
草酸铁的质量分数为：

0.08928g

0.20g

×100%=44.64%，
故答案为：0.0006200mol；0.0006350mol；44.64%．

点评：本题考查了用滴定法测定该样品中FeC₂O₄的含量，涉及了实验方案设计、滴定管的使用、质量分数的计算等知识，可以根据所学知识完成，难度中等．