10.草酸亚铁为黄色固体,作为一种化工原料, 可广泛用于涂料、染料、陶瓷、玻璃器皿等的着色剂以及新型电池材料、感光材料的生产。合成草酸亚铁的流程如下:
(1)配制(NH4)2Fe(SO4)2溶液时,需加入少量稀硫酸,目的是 。
(3)将制得的产品(FeC2O4·2H2O)在氩气气氛中进行加热分解,结果如下图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。
①则A→B发生反应的化学方程式为: 。
②已知B→C过程中有等物质的量的两种气态氧化物生成,写出B→C的化学方程式 ;
(4)某草酸亚铁样品中含有少量草酸铵。为了测定不纯产品中草酸根的含量,某同学做了如下分析实验:
Ⅰ.准确称量m g样品,溶于少量2mol/L硫酸中并用100mL容量瓶定容。
Ⅱ.取上述溶液20mL,用c mol/L高锰酸钾标准溶液滴定,溶液变为淡紫色,消耗高锰酸钾溶液的体积为V1 mL。
Ⅲ.向上述溶液中加入足量Zn粉,使溶液中的Fe3+恰好全部还原为Fe2+,
Ⅳ.过滤,洗涤剩余的锌粉和锥形瓶,洗涤液并入滤液
Ⅴ.用cmol/L KMnO4溶液滴定该滤液至溶液出现淡紫色,消耗KMnO4溶液的体积V2 mL。
已知:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+= 2Mn2+ +10CO2+8H2O
MnO4-+8H++5Fe2+= 5Fe3+ + Mn2++4H2O
回答下列问题:
①若省略步骤Ⅳ,则测定的草酸根离子含量 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
②m g样品中草酸根离子的物质的量为 (用c,V1,V2的式子表示,不必化简)
(1)抑制Fe2+和NH4+离子水解
(1)由于Fe2+和NH4+离子容易发生水解而使溶液显酸性,所以加入稀硫酸可防止水解,故答案为:抑制Fe2+和NH4+离子水解;
考查草酸亚铁的制备、除杂、净化等基本实验操作基础知识,以及考查根据草
酸亚铁受热分解变化过程中质量变化来确定反应过程,进一步考查了学生读图、识表等提取
信息以及加工信息的综合能力。
(1)由于Fe2+和NH4+离子容易发生水解而使溶液显酸性,所以加入稀硫酸可防止水解。
不能准确提取题给信息,特别是草酸亚铁加热分解图中有关数据信息不能转化为解题信息致错。
①由图可知,加热生成B时剩余固体为80%,损失20%,FeC2O4.2H2O中结晶水的质量为36/180=×100%=20%,故A→B发生反应是FeC2O4.2H2O加热失去结晶水;反应的方程式为:FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O,故答案为:FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O
②由图像可知在C处剩余固体的质量不再发生变化,所以最终的固体是FeO。FeC2O4在真空中分解的方程式为FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑,故答案为:FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑,
(4)若省略步骤Ⅳ,则所得滤液中测定的草酸根离子含量Fe2+含量偏小,导致草酸根离子含量偏大;根据与草酸根离子反应的MnO4-量进行计算:与草酸根离子反应的MnO4-的物质的量为(cV1-cV2)×10-3mol,由于2MnO4-→5C2O42-,所以消耗的草酸根离子的物质的量为
(cV1- cV2)×10-3×(2/5)mol,同时由于从100mL溶液中取了20mL,故原溶液中草酸根离子的物质的量为(cV1-cV2)×10-3×5/2×5mol,故答案为:偏大;(cV1- cV2)×10-3×5/2×5mol。
考查草酸亚铁的制备、除杂、净化等基本实验操作基础知识,以及考查根据草
酸亚铁受热分解变化过程中质量变化来确定反应过程,进一步考查了学生读图、识表等提取
信息以及加工信息的综合能力。
①由图可知,加热生成B时剩余固体为80%,损失20%,FeC2O4.2H2O中结晶水的质量为36/180=×100%=20%,故A→B发生反应是FeC2O4.2H2O加热失去结晶水;
②由图像可知在C处剩余固体的质量不再发生变化,所以最终的固体是FeO。FeC2O4在真空中分解的方程式为FeC2O4==FeO+CO↑+CO2↑;
不能准确提取题给信息,特别是草酸亚铁加热分解图中有关数据信息不能转化为解题信息致错。
(4)①偏大②(cV1- cV2)×10-3×5/2×5mol
(4)若省略步骤Ⅳ,则所得滤液中测定的草酸根离子含量Fe2+含量偏小,导致草酸根离子含量偏大;根据与草酸根离子反应的MnO4-量进行计算:与草酸根离子反应的MnO4-的物质的量为(cV1-cV2)×10-3mol,由于2MnO4-→5C2O42-,所以消耗的草酸根离子的物质的量为
(cV1- cV2)×10-3×(2/5)mol,同时由于从100mL溶液中取了20mL,故原溶液中草酸根离子的物质的量为(cV1-cV2)×10-3×5/2×5mol,故答案为:偏大;(cV1- cV2)×10-3×5/2×5mol。
考查草酸亚铁的制备、除杂、净化等基本实验操作基础知识,以及考查根据草
酸亚铁受热分解变化过程中质量变化来确定反应过程,进一步考查了学生读图、识表等提取
信息以及加工信息的综合能力。
(4)若省略步骤Ⅳ,则所得滤液中测定的草酸根离子含量Fe2+含量偏小,导致草酸根离子含量偏大;根据与草酸根离子反应的MnO4-量进行计算;
不能准确提取题给信息,特别是草酸亚铁加热分解图中有关数据信息不能转化为解题信息致错。