Question

化合物A[K_xFe（C₂O₄）_y?zH₂O，其中鐵元素為+3價(jià)]是一種重要的光化學(xué)試劑．
（1）制備化合物A的實(shí)驗(yàn)流程如下：

①上述流程中，檢驗(yàn)“過(guò)濾”后的固體已洗滌干凈的方法是

 

．
②上述流程“操作X”中加入H₂O₂的目的是

 

．
（2）測(cè)定化合物A的化學(xué)式實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a、準(zhǔn)確稱(chēng)取A樣品4.91g，干燥脫水至恒重，殘留物質(zhì)的質(zhì)量為4.37g；
b、將步驟a所得固體溶于水，加入還原鐵粉0.28g，恰好完全反應(yīng)；
c、另取A樣品4.91g置于錐形瓶中，加入足量的3mol/L的H₂SO₄溶液和適量蒸餾水，再加入0.50mol/L的
KMnO₄溶液24.0mL，微熱，恰好完全反應(yīng)：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O
請(qǐng)通過(guò)計(jì)算填空：
①4.91g A樣品中含結(jié)晶水的物質(zhì)的量為

 

mol．
②A(yíng)樣品中

n(Fe3+)

n(C2 O 2- 4 )

=

 

．
③A的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),復(fù)雜化學(xué)式的確定,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）①過(guò)濾后的固體表面應(yīng)該附著硫酸根雜質(zhì)離子，檢驗(yàn)固體是否已洗滌干凈，只要檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有硫酸根離子，若有：則證明沒(méi)有洗滌干凈，若沒(méi)有：則證明已經(jīng)洗滌干凈，用BaCl₂溶液檢驗(yàn)硫酸根是否存在；
②操作X得到的物質(zhì)中鐵元素應(yīng)該為+2價(jià)（草酸亞鐵），而化合物A中鐵元素為+3價(jià)，故H₂O₂的作用是把Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺；
（2）a、準(zhǔn)確稱(chēng)取A樣品4.91g，干燥脫水至恒重，減少的質(zhì)量為水的質(zhì)量，n（H₂O）=0.03mol
b、將步驟a所得固體溶于水，加入還原鐵粉0.28g，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，可得n（Fe³⁺）；
c、另取A樣品4.91g置于錐形瓶中，加入足量的3mol/L的H₂SO₄溶液和適量蒸餾水，再加入0.50mol/L的KMnO₄溶液24.0mL，微熱，恰好完全反應(yīng)：
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知：n（C₂O₄^2-）=

5

2

n（KMnO₄）=

5

2

×0.05mol/l×0.24L=0.03mol；
由離子守恒知n（K⁺）=0.03mol，樣品A[K_xFe（C₂O₄）_y?zH₂O中，：x：1：y：z=n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（C₂O₄^2-）：n（H₂O）=3：1：3：3，故A的化學(xué)式為K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O．

解答： 解：制備化合物A的實(shí)驗(yàn)流程：FeSO₄?7H₂O溶解在硫酸中，得到的溶液含有亞鐵離子，和硫酸根離子，向其中加草酸，得到草酸亞鐵沉淀，過(guò)濾、洗滌后，向得到的草酸亞鐵中加草酸和H₂O₂，得到化合物A；
（1）制備化合物A的實(shí)驗(yàn)流程知：“過(guò)濾”后的固體表面應(yīng)該附著硫酸根雜質(zhì)離子，檢驗(yàn)固體是否已洗滌干凈，只要檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有硫酸根離子，若有：則證明沒(méi)有洗滌干凈，若沒(méi)有：則證明已經(jīng)洗滌干凈，用BaCl₂溶液檢驗(yàn)硫酸根是否存在；
故答案為：①取少量最后一次洗滌液放入試管中，向其中滴加BaCl₂溶液，若無(wú)白色沉淀，說(shuō)明已經(jīng)洗滌干凈；
②制備化合物A的實(shí)驗(yàn)流程中的FeSO₄和H₂C₂O₄都具有還原性，故操作X得到的物質(zhì)中鐵元素應(yīng)該為+2價(jià)，而化合物A中鐵元素為+3價(jià)，故H₂O₂的作用應(yīng)該是把Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺；
故答案為：把Fe²⁺全部氧化成Fe³⁺；
（2）a、準(zhǔn)確稱(chēng)取A樣品4.91g，干燥脫水至恒重，殘留物質(zhì)的質(zhì)量為4.37g，減少的質(zhì)量為水的質(zhì)量，n（H₂O）=4.91g-4.37g18g/mol=0.03mol；
b、將步驟a所得固體溶于水，加入還原鐵粉0.28g，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，則n（Fe³⁺）=2n（Fe）=2×

0.28g

56g/mol

=0.01mol；
c、另取A樣品4.91g置于錐形瓶中，加入足量的3mol/L的H₂SO₄溶液和適量蒸餾水，再加入0.50mol/L的KMnO₄溶液24.0mL，微熱，恰好完全反應(yīng)：
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，知：n（C₂O₄^2-）=n（H₂C₂O₄）=

5

2

n（KMnO₄）=

5

2

×0.05mol/l×0.24L=0.03mol；

n(Fe3+)

n(C2 O 2- 4 )

=1：3，
由離子守恒知：n（K⁺）+3n（Fe3⁺）=2n（C₂O₄^2-），n（K⁺）+3×0.01mol=2×0.03mol，n（K⁺）=0.03mol；
4.91g樣品A[K_xFe（C₂O₄）_y?zH₂O中，：x：1：y：z=n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（C₂O₄^2-）：n（H₂O）=0.03mol：0.01mol：0.03mol：0.03mol=3：1：3：3，x=3，y=3，z=3，故A的化學(xué)式為K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O；
故答案為：①0.03；②1：3；③K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查：“過(guò)濾”后的固體的洗滌；化合物中重要元素的性質(zhì)的應(yīng)用；通過(guò)計(jì)算分析確定化學(xué)式的方法．