Question

为测定某三价铁配合物(化学式表示为K_a[Fe_b(C₂O₄)_c]·xH₂O)的组成，做了如下实验：

步骤1：称取1.9640g K_a[Fe_b(C₂O₄)_c]·xH₂O晶体，配制成250.00mL溶液.

步骤2：取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加入1mol/LH₂SO₄5.0mL，加热到70~85℃，用0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定至终点(5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O)，消耗KMnO₄溶液48.00mL。

步骤3：向反应后的溶液中加入一定量锌粉。加热至黄色恰好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸性。

步骤4：继续用0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定步骤3所得溶液至终点，消耗KMnO₄溶液8.00mL。

（1）步骤2中滴定终点的现象是_______

（2）步骤3中加入锌粉的目的是__________

（3）步聚4中发生反应的离于方程式为__________

（4）通过计算确定该三价铁配合物的化学式________(写出计算过程)。

Answer

溶液由无色变为浅红色，且半分钟不褪色 将Fe3+还原为Fe2+ 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 250.00mL溶液中各微粒的物质的量分别为：n(C2O42-) = 5/2n(MnO4-) = 5/2×0.01mol/L × 48.00 × 10-3L × 10 = 0.012mol，n(Fe3+) = 5n(MnO4-) = 5× 0.01mol/L × 8.00×10-3 = 0.004，据电荷守恒，得知n(K+) = 2 × 0.012mol－3×0.004mol = 0.012mol ，根据质量守恒：n(H2O)=(1.964g－0.012mol × 39g/mol－0.004mol × 56g/mol－0.012mol × 88g/mol)/18g/mol = 0.012mol，n(K+):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O) = 0.012mol:0.004mol:0.012mol:0.012mol = 3:1:3:3 ，化学式为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O

【解析】（1）步骤2是用KMnO4标准溶液滴定草酸根离子，加入的高锰酸钾都被草酸根离子还原为无色的Mn2+，直至草酸根离子反应完全，再加入高锰酸钾，溶液显浅红色，所以滴定终点的现象为：溶液由无色变为浅红色，且半分钟不褪色。

（2）步骤3加入锌粉至黄色（Fe3+的颜色）消失，所以加入锌粉是为了将Fe3+还原为Fe2+。

（3）步骤4是用高锰酸钾氧化上一步生成的Fe2+，所以方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。

（4）在步骤2中加入高锰酸钾为48×0.01÷1000=0.00048mol，根据方程式草酸根为0.00048×5÷2=0.0012mol，因为配制250mL溶液，取出来25mL滴定，所以原物质中草酸根为0.012mol。步骤4加入高锰酸钾为8×0.01÷1000=0.00008mol，根据方程式Fe2+为0.00008×5=0.0004mol，根据Fe守恒得到Fe3+为0.0004mol，因为配制250mL溶液，取出来25mL滴定，所以原物质中Fe3+为0.004mol。由上根据电荷守恒，计算出K+为0.012mol，再根据质量守恒计算出结晶水的量为0.012mol，最后得到该晶体为：K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。所以计算过程为：250.00mL溶液中各微粒的物质的量分别为：n(C2O42-) = 5/2n(MnO4-) = 5/2×0.01mol/L × 48.00 × 10-3L × 10 = 0.012mol，n(Fe3+) = 5n(MnO4-) = 5× 0.01mol/L × 8.00×10-3 = 0.004，据电荷守恒，得知n(K+) = 2 × 0.012mol－3×0.004mol = 0.012mol ，根据质量守恒：n(H2O)=(1.964g－0.012mol × 39g/mol－0.004mol × 56g/mol－0.012mol × 88g/mol)/18g/mol = 0.012mol，n(K+):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O) = 0.012mol:0.004mol:0.012mol:0.012mol = 3:1:3:3 ，化学式为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。