Question

【題目】實驗室制備光敏材料KaFeb(C2O4)c·xH2O的工藝流程如下：

回答下列問題：

(1)“溶解”時，為使所用的水中不含O2，采用的操作方法是_________________。

(2)用H2C2O4(弱酸)“沉鐵”時，反應的離子方程式為______________。

(3)FeC2O4·2H2O熱分解與氣氛及溫度有關，在N2氣氛中熱分解時，固體的殘留率(固體樣品的剩余質量/固體樣品的起始質量×100％)與溫度的關系如圖所示，則B→C的變化中，發(fā)生反應的化學方程式為___________________。

(4)“氧化”時，溫度不宜超過40℃，其原因是_______。

(5)為測定產品KaFeb(C2O4)c·xH2O(鐵元素為＋3價)的組成，稱取產品0.2455g用硫酸溶解后，用0.02000 mol·L－1的KMnO4標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液30.00 mL。在上述滴定過C2O42－的保留液中加入足量鋅粉，加熱至黃色消失，過濾洗滌，濾液及洗滌液再用0.02000 mol·L－1的KMnO4標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液5.00 mL。則該產品的化學式為____________。

Answer 1

【答案】煮沸 H2C2O4+Fe2++2H2O= FeC2O42H2O↓+2H+ FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑ 減少雙氧水的分解損失 K3Fe(C2O4)3·3H2O

【解析】

(1)“溶解”時，為使所用的水中不含O2，可利用氣體的溶解度隨溫度升高而減小進行處理。(2)用H2C2O4(弱酸)“沉鐵”時，H2C2O4與溶液中的Fe2+發(fā)生反應，生成FeC2O42H2O沉淀；

(3) 假設FeC2O4·2H2O為1mol，即180g，結晶水合物受熱后，通常先失去結晶水，然后無水鹽再分解。對圖中B、C兩點進行成分驗證，B點應為亞鐵的無水鹽，即1mol FeC2O4，質量為144g，，C點應為FeO，質量為72g，，從而確定B點成分為FeC2O4，C點成分為FeO；

(4)“氧化”時，因為雙氧水易分解，所以需控制溫度不宜超過40℃；

(5)兩次使用KMnO4標準溶液，第一次是利用KMnO4標準溶液氧化C2O42－，第二次是利用Zn將Fe3+還原為Fe2+，再利用KMnO4標準溶液氧化Fe2+，從而可求出C2O42－、Fe2+的物質的量。利用電荷守恒，求出K+的物質的量；利用質量守恒，求出結晶水的物質的量。

(1)“溶解”時，為使所用的水中不含O2，采用的操作方法是煮沸。答案為：煮沸；

(2)用H2C2O4(弱酸)“沉鐵”時，H2C2O4與Fe2+反應，生成FeC2O42H2O沉淀，反應的離子方程式為H2C2O4+Fe2+= FeC2O4↓+2H+。答案為：H2C2O4+Fe2++2H2O= FeC2O42H2O↓+2H+；

(3) 假設FeC2O4·2H2O為1mol，即180g，對圖中B、C兩點進行成分驗證，B點應為亞鐵的無水鹽，即1mol FeC2O4，質量為144g，，C點應為FeO，質量為72g，，從而確定B點成分為FeC2O4，C點成分為FeO。則B→C的變化中，發(fā)生反應的化學方程式為FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑。答案為：FeC2O4FeO+CO2↑+CO↑；

(4) “氧化”時，溫度不宜超過40℃，其原因是減少雙氧水的分解損失。答案為：減少雙氧水的分解損失；

(5)由5C2O42－+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O

n(C2O42－)=×0.02000 mol·L－1×30.00mL×10-3L/mL1.500×10-3mol

由5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

n(Fe2+)= n(Fe3+)=5×0.02000 mol·L－1×5.00mL×10-3L/mL=5.000×10-4mol

依據(jù)電荷守恒：n(K+)+3n(Fe3+)=2n(C2O42－)

n(K+)=1.500×10-3mol

n(H2O)=

，a:b:c:x= n(K+):n(Fe3+):n(C2O42－):n(H2O)=3:1:3:3

化學式為K3Fe(C2O4)3·3H2O。答案為K3Fe(C2O4)3·3H2O。