Question

三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O）有很重要的用途．可用如下流程来制备．根据题意完成下列各题：

（1）若用铁和稀硫酸制备绿矾（FeSO₄?7H₂O）过程中，其中

 

（填物质名称）往往要过量，理由是

 

．
（2）要从溶液中得到绿矾，必须进行的实验操作是

 

．（按前后顺序填）
a．过滤洗涤     b．蒸发浓缩     c．冷却结晶    d．灼烧    e．干燥
某兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O）中铁元素含量，做了如下实验：
步骤1：称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250ml溶液．
步骤2：取所配溶液25.00ml于锥形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳，同时，MnO₄^-被还原成Mn²⁺．向反应后的溶液中加入一定量锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍里酸性．
步骤3：在酸性条件下，用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步骤二所得溶液至终点，共做三次实验，平均消耗KMnO₄溶液20.00ml，滴定中MnO₄^-，被还原成Mn²⁺．
（3）步骤1中，配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有

 

；主要操作步骤依次是：称量、溶解、转移、

 

、定容、摇匀．
（4）步骤2中，加入锌粉的目的是

 

．
（5）步骤3中，发生反应的离子方程式为：

 

．
（6）步骤2中，若加入的KMnO₄的溶液的量不够，则测得的铁含量

 

．（选填“偏低”、“偏高”、“不变”）

Answer 1

分析：（1）依据亚铁盐易被氧化，需要加入铁粉防止氧化分析；
（2）溶液中得到绿矾的实验操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥步骤得到；
（3）依据溶液配制的步骤选择需要的仪器，配制溶液步骤为，称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀；
（4）锌是单质可以还原铁离子为亚铁离子；
（5）步骤3中是高锰酸钾在酸溶液中氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为锰离子的反应，依据电荷守恒和原子守恒配平得到离子方程式；
（6）步骤2中，若在步骤二中滴入酸性高锰酸钾溶液不足，则会有部分草酸根离子未被氧化，在步骤三中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大，从而计算出的铁的量增多，含量偏高．

解答：解：（1）用铁和稀硫酸制备绿矾（FeSO₄?7H₂O）过程中，加入的铁粉需要过量，防止亚铁离子被氧化，反应为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
故答案为：铁，防止Fe²⁺被氧化；
（2）溶液中得到绿矾的实验操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥步骤得到，所以选择顺序为bcae；
故答案为：bcae；
（3）根据配制一定物质的量浓度的溶液的操作步骤判断：在配制物质的量浓度的溶液时，要经过：计算→称量→溶解→移液、洗涤→振荡→定容→摇匀等步骤；过程中使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有250ml的容量瓶；
故答案为：250ml容量瓶；洗涤；
（4）加入锌粉的目的是将Fe³⁺恰好还原成Fe²⁺，
故答案为：还原Fe³⁺为Fe²⁺；
（5）在步骤3中发生的离子反应为高锰酸钾在酸溶液中氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为锰离子的反应，反应的离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（6）在步骤二中滴入酸性高锰酸钾溶液不足，则会有部分草酸根离子未被氧化，在步骤三中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大，从而计算出的铁的量增多，含量偏高；
故答案为：偏高；

点评：本题考查较为综合，涉及到溶液的配制、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，题目难度中等．