Question

4．三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀是制備負(fù)載活性催化劑的主要原料．加熱至110℃時(shí)失去結(jié)晶水，230℃時(shí)分解．極易感光，室溫下光照變?yōu)辄S色：
2K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O→2FeC₂O₄•2H₂O+3K₂C₂O₄+2CO₂↑+2H₂O
已知：

物質(zhì)名稱	化學(xué)式	相對分子質(zhì)量	顏色	溶解性
三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀	K3[Fe（C2O4）3]•3H2O	491	翠綠色	可溶于水，難溶于乙醇
草酸亞鐵	FeC2O4•2H2O	180	黃色	難溶于水，可溶于酸

某同學(xué)對三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的制備及組成進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究．回答下列問題：
（一）三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的制備
（�。┓Q取4.50g FeC₂O₄•2H₂O固體，加入飽和K₂C₂O₄溶液中，用滴管慢慢加入3% H₂O₂溶液，不斷攪拌，并保持溫度在40℃左右．充分反應(yīng)后，沉淀轉(zhuǎn)化為氧氧化鐵．
（ⅱ）加熱至沸騰，滴加1mol 的草酸溶液至沉淀溶解．用草酸或草酸鉀調(diào)節(jié)溶液pH=4-5
（ⅲ）小火加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，先用少量冰水洗滌，再用無水乙醇洗滌，低溫干燥后稱量，得到9.80g 翠綠色晶體．
（1）完成步驟（i）發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：
6FeC₂O₄•2H₂O+6 C₂O₄^2-+3 H₂O₂═2Fe（OH）₃+4[Fe（C₂O₄）₃]^3-+12H₂O
（2）步驟（ⅲ）中，用無水乙醇洗滌晶體的目的是．
（3）列式計(jì)算本實(shí)驗(yàn)中三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的產(chǎn)率．
（二）草酸根含量側(cè)定
準(zhǔn)確稱取4.80g 三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀樣品，配制成250mL 溶液．量取25.00mL 溶液置于錐形瓶中，加入5.0mL 1mol/L H₂SO₄，用0.06mol/L的KMnO₄溶液滴定．滴定終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO₄溶液20.00mL．
（4）滴定過程中，盛放高錳酸鉀溶液的儀器名稱是酸式滴定管，滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O或5[Fe（C₂O₄）₃]^3-+6MnO₄^-+48H⁺=30CO₂↑+6Mn²⁺+24H₂O+5Fe³⁺．
（5）樣品中草酸根的物質(zhì)的量為0.03mol；若該數(shù)值大于4.80g二草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀純品中草酸根的物質(zhì)的量，其原因可能是ac（填字母）．
a．制取過程中草酸或草酸鉀用量過多
b．樣品未完全干燥
c．滴定時(shí)盛放KMnO₄溶液的儀器未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗
d．錐形瓶洗凈后未烘干
（三）某同學(xué)制得的三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀，晶體表面發(fā)黃，推測可能有部分晶體發(fā)生了分解．
（6）為了驗(yàn)證此推測是否正確，可選用的試劑是酸化的K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電荷守恒和原子守恒分析；
（2）根據(jù)信息三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀難溶于乙醇分析；
（3）計(jì)算4.50g FeC₂O₄•2H₂O固體充分反應(yīng)理論生成三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的質(zhì)量，再計(jì)算產(chǎn)率；
（4）高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，氧化橡膠管；滴定時(shí)，高錳酸鉀氧化草酸根為二氧化碳，自身生成錳離子；
（5）根據(jù)5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，由高錳酸鉀的消耗計(jì)算可得；
a．制取過程中草酸或草酸鉀用量過多，則樣品中的草酸根偏高，滴定結(jié)果大于4.80g二草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀純品中草酸根的物質(zhì)的量；
b．樣品未完全干燥，不影響草酸根的含量；
c．滴定時(shí)盛放KMnO₄溶液的儀器未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，滴定過程消耗高錳酸鉀過多，大于4.80g二草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀純品中草酸根的物質(zhì)的量；
d．錐形瓶洗凈后未烘干，不影響滴定；
（6）三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀分解會(huì)生成亞鐵離子，檢驗(yàn)亞鐵離子即可．

解答 解：（1）根據(jù)電荷守恒，則C₂O₄^2-前配5，再由碳原子守恒，F(xiàn)eC₂O₄•2H₂O前配6，則鐵原子化合價(jià)共升6價(jià)，過氧化氫中的氧元素降價(jià)也應(yīng)總共6價(jià)，故前配3，水前配12，方程式為：6FeC₂O₄•2H₂O+6C₂O₄^2-+3H₂O₂═2Fe（OH）₃+4[Fe（C₂O₄）₃]^3-+12H₂O；
故答案為：6；6；3；2；12；
（2）根據(jù)信息三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀難溶于乙醇，乙醇具有揮發(fā)性，可除去晶體表面的水分；
故答案為：除去晶體表面的水分；
（3）4.50g FeC₂O₄•2H₂O固體分反應(yīng)理論生成三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的質(zhì)量為$\frac{4.5×491}{180}g$，則產(chǎn)率為：$\frac{9.80}{\frac{4.50×491}{180}}×100%$=79.8%；
故答案為：$\frac{9.80}{\frac{4.50×491}{180}}×100%$=79.8%；
（4）高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，氧化橡膠管，故應(yīng)盛放在玻璃活塞的酸式滴定管；滴定時(shí)，高錳酸鉀氧化草酸根為二氧化碳，自身生成錳離子，反應(yīng)為：5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O或
5[Fe（C₂O₄）₃]^3-+6MnO₄^-+48H⁺=30CO₂↑+6Mn²⁺+24H₂O+5Fe³⁺；
故答案為：酸式滴定管；5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O或5[Fe（C₂O₄）₃]^3-+6MnO₄^-+48H⁺=30CO₂↑+6Mn²⁺+24H₂O+5Fe³⁺；
（5）根據(jù)5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，則樣品中草酸根離子的物質(zhì)的量為0.06mol/L×0.02L×$\frac{5}{2}$×$\frac{250mL}{25mL}$=0.03mol；
a．制取過程中草酸或草酸鉀用量過多，則樣品中的草酸根偏高，滴定結(jié)果大于4.80g二草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀純品中草酸根的物質(zhì)的量，正確；
b．樣品未完全干燥，不影響草酸根的含量，錯(cuò)誤；
c．滴定時(shí)盛放KMnO₄溶液的儀器未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，滴定過程消耗高錳酸鉀過多，大于4.80g二草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀純品中草酸根的物質(zhì)的量，正確；
d．錐形瓶洗凈后未烘干，不影響滴定，錯(cuò)誤；
故答案為：0.03mol；ac；
（6）根據(jù)題意三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀分解會(huì)生成亞鐵離子，檢驗(yàn)亞鐵離子用酸化的K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液，生成藍(lán)色沉淀即說明三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀發(fā)生了分解；
故答案為：酸化的K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與分析計(jì)算，滴定實(shí)驗(yàn)的過程分析和誤差分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，注意對題目信息的把握，題目難度中等．