Question

某草酸亚铁样品（FeC₂O₄?xH₂O）中含有少量硫酸亚铁．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
①将准确称量的a g草酸亚铁样品置于250mL的锥形瓶内，加入适量2mol/L的A溶液，使样品溶解，加热至70℃左右，立即用浓度为0.02000mol/L的KMnO₄标准溶液滴定至终点，记下滴定管内液面读数为b mL（滴定管起始读数为0.00）
②向上述滴定混合液中加入适量的Zn粉和过量的2mol/L的A溶液，煮沸5～8min，经检验溶液合格后，继续用浓度为0.02000mol/L的KMnO₄标准溶液滴定至终点，记下滴定管内液面读数为c mL
③重复以上实验1～2次
④数据处理
（1）以上实验方案中的A溶液最合适的是

 

；
（2）以上实验方案中滴定终点锥形瓶内溶液的颜色变化为

 

；
（3）以上步骤②中Zn粉的作用

 

，检验溶液是否合格最合适的试剂是

 

；
（4）某小组的一次实验测定数据记录如下：

a（g）	起始读数（mL）	b（mL）	c（mL）
0.1970	0.00	31.30	42.40

计算0.1970g样品中：n（Fe²⁺）=

 

；n（C₂O₄^2-）=

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：测定原理为：第一次滴定反应是：5Fe²⁺+5C₂O₄^2-+3MnO₄^-+24H⁺=5Fe³⁺+10CO₂↑+3Mn²⁺+12H₂O，第二次滴定反应为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，根据第二次滴定可计算亚铁离子所消耗高锰酸钾，进而确定草酸根离子消耗高锰酸钾，根据5Fe²⁺～MnO₄^-，5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，可计算出亚铁离子和草酸根离子的物质的量．
（1）加入A的目的是除去过量的锌和酸化，应选择非氧化性酸，不能选择氧化性酸或还原性酸；
（2）Fe²⁺与KMnO₄发生氧化还原反应，滴定终点时，溶液由黄色变成紫红色，且半分钟内不褪色；
（3）锌具有还原性，可把铁离子还原为亚铁离子；可以根据检验三价铁离子的方法完成；
（4）根据表中数据，根据关系式计算出亚铁离子、草酸根离子物质的量．

解答： 解：（1）加入A的目的是除去过量的锌和酸化，应选择非氧化性酸，不能选择氧化性酸，若选氧化性酸，会把亚铁离子氧化，干扰滴定，若选还原性酸，高锰酸钾会和还原性酸反应，干扰实验，故应选择稀硫酸，
故答案为：稀硫酸；
（2）Fe²⁺与KMnO₄发生氧化还原反应，反应的离子方程式为MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
滴定终点时，溶液由黄色变成紫红色，且半分钟内不褪色，
故答案为：溶液由黄色变成紫红色，且半分钟内不褪色；
（3）锌粉具有还原性，加入锌粉把铁离子还原为亚铁离子，用高锰酸钾进行滴定；要证明溶液中没有三价铁离子，可以向溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液中没有出现血红色，证明溶液中没有三价铁离子，
故答案为：使Fe³⁺转化为Fe²⁺；KSCN溶液；
（4）高锰酸钾的物质的量为：0.0424L×0.02000mol/L=8.48×10^-4mol，
亚铁离子消耗的高锰酸钾溶液的平均体积为：42.40mL-31.30mL=11.10mL，高锰酸钾的物质的量为：0.0111L×0.02000mol/L=2.22×10^-4mol，
草酸根离子消耗的高锰酸钾溶液的体积为：31.30mL-11.10mL=20.20mL，高锰酸钾的物质的量为：0.0202×0.02000mol/L=4.04×10^-4mol
 根据化合价升降相等找出关系式：5Fe²⁺～MnO₄^-，5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，
n（Fe²⁺）=5×2.22×10^-4mol=1.11×10^-3mol，
n（C₂O₄^2-）=2.5×4.04×10^-4mol=1.01×10^-3mol，
故答案为：1.11×10^-3mol；1.01×10^-3mol．

点评：本题考查物质的含量测定，侧重于滴定操作和计算，注意把握测定原理和根据方程式的计算，中等难度．