Question

18．某草酸亞鐵樣品（FeC₂O₄•XH₂O）中含有少量硝酸亞鐵．現(xiàn)用滴定法測定該樣品中FeC₂O₄的含量．實驗步驟為：

回答下列問題：
（1）滴定管在滴定前必須進行必要的操作，正確操作順序為（填寫編號）：③①②④
①洗滌 ②潤洗 ③檢漏 ④注液，排氣泡，調(diào)液面
（2）上述滴定過程中所發(fā)生的反應(yīng)如下，請配平方程式并將系數(shù)填入方框中．
①5Fe²⁺+1MnO${\;}_{4}^{-}$+8H⁺=5Fe³⁺+1Mn²⁺+4H₂O
②5H₂C₂O₄+2MnO${\;}_{4}^{-}$+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
第一次滴定所發(fā)生的化學反應(yīng)方程式是①②（填編號）；第二次滴定所發(fā)生的化學反應(yīng)方程式是①（填編號）．
（3）加入適量Zn的作用是把鐵離子還原為亞鐵離子．
（4）如果第一次滴定所消耗的高錳酸鉀溶液的體積是第二次的2倍，則FeC₂O₄•XH₂O與FeSO₄的物質(zhì)的量之比為1：1．

Answer 1

分析 草酸亞鐵樣品（FeC₂O₄•XH₂O）中含有少量硝酸亞鐵，加入20ml2mol/L的稀硫酸溶液，用0.0200mol/L的高錳酸鉀溶液滴定發(fā)生反應(yīng)，第一次滴定反應(yīng)是：5Fe²⁺+5C₂O₄^2-+3MnO₄^-+24H⁺=5Fe³⁺+10CO₂↑+3Mn²⁺+12H₂O，再加入適量鋅粉和過量稀硫酸含有鐵離子為亞鐵離子，用高錳酸鉀溶液滴定亞鐵離子，第二次滴定反應(yīng)為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，依據(jù)兩次滴定消耗高錳酸鉀的量，分別計算鐵元素物質(zhì)的量和草酸根物質(zhì)的量，計算得到化學式，
（1）中和滴定有檢漏、洗滌、潤洗、裝液、取待測液于錐形瓶，然后加入指示劑進行滴定等操作；
（2）標注元素的化合價變化，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和原子守恒配平書寫離子方程式，
①錳元素化合價+7價變化為+2價電子轉(zhuǎn)移5，亞鐵離子化合價+2價變化為+3價，電子轉(zhuǎn)移1，電子守恒得到電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為5；
②錳元素化合價+7價變化為+2價電子轉(zhuǎn)移5，草酸中碳元素化合價+3價變化為+4價，電子轉(zhuǎn)移1×2，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為10；
第一次滴定所發(fā)生的化學反應(yīng)方程式是①②，第二次滴定所發(fā)生的化學反應(yīng)方程式是①；
（3）鋅粉具有還原性，加入鋅粉把鐵離子還原為亞鐵離子；
（4）根據(jù)第二次滴定可計算亞鐵離子所消耗高錳酸鉀，進而確定草酸根離子消耗高錳酸鉀，根據(jù)5Fe²⁺～MnO₄^-，5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，可計算出亞鐵離子和草酸根離子的物質(zhì)的量，計算得到FeC₂O₄•XH₂O與FeSO₄的物質(zhì)的量之比為．

解答 解：（1）操作的步驟是選擇滴定管，檢漏、洗滌、潤洗、裝液、使尖嘴充滿溶液、調(diào)整液面、固定在滴定臺上，然后調(diào)節(jié)液面記下讀數(shù)．再取待測液于錐形瓶，然后加入指示劑進行滴定，定管在滴定前必須進行必要的操作，正確操作順序為③①②④，
故答案為：③①②④；
（2）標注元素的化合價變化，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和原子守恒配平書寫離子方程式，
①錳元素化合價+7價變化為+2價電子轉(zhuǎn)移5，亞鐵離子化合價+2價變化為+3價，電子轉(zhuǎn)移1，電子守恒得到電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為5，據(jù)此結(jié)合原子守恒、電荷守恒配平書寫離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：5，1，8，5，1，4；
②錳元素化合價+7價變化為+2價電子轉(zhuǎn)移5，草酸中碳元素化合價+3價變化為+4價，電子轉(zhuǎn)移1×2，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為10，結(jié)合原子守恒、電荷守恒配平書寫離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5，2，6，10，2，8；
測定原理為：第一次滴定反應(yīng)是：5Fe²⁺+5C₂O₄^2-+3MnO₄^-+24H⁺=5Fe³⁺+10CO₂↑+3Mn²⁺+12H₂O，第一次滴定所發(fā)生的化學反應(yīng)方程式是①②，
第二次滴定反應(yīng)為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8 H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，第二次滴定所發(fā)生的化學反應(yīng)方程式是①，
故答案為：①②，①；
（3）鋅粉具有還原性，加入鋅粉把鐵離子還原為亞鐵離子，Zn+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Zn²⁺，
故答案為：把鐵離子還原為亞鐵離子；
（4）根據(jù)第二次滴定可計算亞鐵離子所消耗高錳酸鉀，進而確定草酸根離子消耗高錳酸鉀，設(shè)亞鐵離子物質(zhì)的量共為x，第二次消耗高錳酸鉀溶液的體積為V₂，
5Fe²⁺～MnO₄^-，
5       1
x      V₂×0.0200mol/L
x=0.1V₂mol
可計算出亞鐵離子和草酸根離子的物質(zhì)的量．設(shè)第一次消耗高錳酸鉀溶液體積為V₁，草酸根物質(zhì)的量為y
根據(jù)5Fe²⁺～MnO₄^-，
    5       1           
 0.1V₂  0.02V₂
  5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，
   5       2
   y    0.02V₁ -0.02V₂
y=0.05V₁-0.05V₂
V₁=2V₂
y=0.05V₁-0.05V₂=0.1V₂-0.05V₂=0.05V₂
FeC₂O₄•XH₂O與FeSO₄的物質(zhì)的量之比=0.05V₂：（0.1V₂-0.05V₂ ）=1：1，
故答案為：1：1．

點評 本題考查了物質(zhì)組成的實驗探究方法和實驗過程分析判斷，主要是滴定實驗步驟，氧化還原反應(yīng)離子方程式書寫，物質(zhì)組成的計算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度較大．