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中澄清石灰水变浑浊,B中有黑色物质生成,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的混合物。 

②设计实验方案证明假设3。

限选试剂:1.0 mol·L^-1盐酸、3% H₂O₂溶液、0.1 mol·L^-1CuSO₄溶液、20% KSCN溶液、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得到的少量固体于试管中,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⁺ +5C₂+3Mn+24H⁺5Fe³⁺ +10CO₂↑+3Mn²⁺+12H₂O实验方案设计为:

①将准确称量的0.20 g草酸亚铁样品置于250 mL锥形瓶内,加入适量2 mol/L的H₂SO₄溶液,使样品溶解,加热至70 ℃左右,立即用浓度为0.020 00 mol/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2 mol/L的H₂SO₄溶液,煮沸5～8 min,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0.020 00 mol/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= 18.90 mL,V₂=6.20 mL。根据数据计算0.20 g 样品中:n(Fe²⁺)=        ; n(C₂)=        ;FeC₂O₄ 的质量分数为        (精确到0.01%)。 

Answer

Ⅰ.(1)CO2、CO (2)① Fe

②

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.0.000 620 0 mol 0.000 635 0 mol 44.64%

【解析】Ⅰ.(1)根据CO能与氯化钯(PdCl2)溶液反应生成黑色的钯粉,可判断有CO气体,根据A中澄清石灰水变浑浊,可判断有CO2气体。

(2)①根据后面的假设2和假设3为Fe、FeO中的一种或两种可知,假设1为Fe。

②要证明假设3是FeO和Fe的混合物,证明Fe的存在可通过Fe与硫酸铜发生置换反应生成红色的铜;第一步中,硫酸铜过量,已经将Fe除去,因此在固体中再加盐酸和H2O2 ,如果有FeO,则会被氧化为Fe3+,遇到KSCN溶液呈血红色。

Ⅱ.根据电子守恒找出关系式:5Fe2+～Mn,5C2～2Mn,故n(Fe2+)=5n(Mn)=5×0.006 200 L×0.020 00 mol/L=0.000 620 0 mol,n(C2)=5×(0.018 90-0.006 20)L×0.020 00 mol/L÷2=0.000 635 0mol。因此n(FeC2O4)=n(Fe2+)=0.000 620 0 mol,故其质量分数为0.000 620 0mol×144 g/mol÷0.2g×100%=44.64%。