Question

【题目】三草酸合铁酸钾晶体{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}易溶于水，难溶于乙醇，可用于摄影和蓝色印刷．以铁屑为原料的制备流程如下：

回答下列问题：

（1）流程中“①”加入的稀硫酸需稍过量，其目的是________________；若要从所得溶液中得到绿矾FeSO4·7H2O，必须进行的实验操作是________（按顺序填写）。

a．过滤洗涤　b．蒸发浓缩　c．冷却结晶　d．灼烧　e．干燥

（2）流程中“②”需过滤分离，则加入H2C2O4发生反应的化学方程式为__________。

（3）流程中“③”需控制溶液温度不高于40 ℃，理由是________________；该步反应的化学方程式为________________________；得到K3[Fe(C2O4)3]溶液后，加入乙醇，然后进行过滤，加入乙醇的理由是________________________________。

（4）所得晶体中C2O42-含量的测定可用酸性KMnO4标准溶液滴定。滴定过程中发现，开始时滴入1滴KMnO4标准溶液，紫红色褪去很慢，滴入一定量后，紫红色很快褪去，原因可能是______。

（5）三草酸合铁酸钾晶体在110 ℃可完全失去结晶水，继续升高温度可发生分解反应。

①分解得到的气体产物用如下装置进行实验：

检查装置气密性后，先通一段时间的N2，其目的是____________________；结束实验时，先熄灭酒精灯再通入N2至常温。实验过程中观察到B、F中澄清石灰水都变浑浊，E中有红色固体生成，则分解得到的气体产物是______________。

②分解得到的固体产物含有K2CO3、FeO、Fe，加水溶解、过滤、洗涤、干燥，得到含铁样品。现设计下列两种实验方案对该样品进行铁元素含量测定：

（甲）

（乙） 酸性KMnO4溶液V mL

你认为以上________（填“甲”或“乙”）方案可确定样品的组成，测得铁元素的含量是________。

Answer 1

【答案】抑制Fe2＋的水解 bcae FeSO4+H2C2O4+2H2O=FeC2O42H2O↓+H2SO4 防止H2O2分解 2FeC2O4·2H2O+H2O2+H2C2O4+3K2C2O4=2 K3[Fe(C2O4)3]+6H2O 三草酸合铁酸钾在乙醇中的溶解度小，有利于析出三草酸合铁酸钾晶体 生成的Mn2＋起催化作用 排出装置内空气，防止干扰实验结果 CO2、CO 甲

【解析】

由题给流程可知，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；反应生成的硫酸亚铁溶液与草酸反应生成FeC2O42H2O沉淀和硫酸，反应的化学方程式为FeSO4+H2C2O4+2H2O=FeC2O42H2O↓+H2SO4；向FeC2O42H2O沉淀中加入草酸钾、双氧水，发生氧化还原反应生成K3[Fe(C2O4)3]3H2O。

（1）FeSO4溶液中亚铁离子会水解，加酸可以抑制水解；绿矾晶体含有结晶水，则从硫酸亚铁溶液得到绿矾晶体的操作应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为防止亚铁离子水解；bcae；

（2）流程中“②”需过滤分离，说明FeC2O42H2O难溶于水，则硫酸亚铁溶液与草酸反应生成FeC2O42H2O沉淀和硫酸，反应的化学方程式为FeSO4+H2C2O4+2H2O=FeC2O42H2O↓+H2SO4，故答案为FeSO4+H2C2O4+2H2O=FeC2O42H2O↓+H2SO4；

（3）双氧水受热易分解，则控制溶液温度不高于40 ℃的目的是防止H2O2分解；向FeC2O42H2O沉淀中加入草酸钾、双氧水，发生氧化还原反应生成K3[Fe(C2O4)3]3H2O，反应的化学方程式为2FeC2O4·2H2O＋H2O2＋H2C2O4＋3K2C2O4=2 K3[Fe(C2O4)3]＋6H2O；由题意可知，三草酸合铁酸钾难溶于乙醇，加入乙醇可降低其溶解度，有利于三草酸合铁酸钾晶体析出，故答案为防止H2O2分解；2FeC2O4·2H2O+H2O2+H2C2O4+3K2C2O4=2 K3[Fe(C2O4)3]+6H2O；

（4）由开始时滴入1滴KMnO4标准溶液，紫红色褪去很慢，滴入一定量后，紫红色很快褪去，说明反应生成的硫酸锰做反应的催化剂，加快了反应速率，故答案为生成的Mn2＋起催化作用；三草酸合铁酸钾在乙醇中的溶解度小，有利于析出三草酸合铁酸钾晶体；

（5）①三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体在110℃可完全失去结晶水，继续升高温度可发生分解反应，根据元素守恒推测得到的产物可能是K2CO3、FeO、Fe、CO2、CO，一氧化碳还原氧化铜，得到的金属铜可被氧气氧化，所以实验开始先通一段时间N2，将装置中的空气排净，实验结束时，为防止倒吸，应该先熄灭酒精灯再通入N2至常温，实验过程中观察到B、F中澄清石灰水都变浑浊，即证明二氧化碳产生，E中有红色固体生成，证明还原性的气体一氧化碳的产生，故答案为排除装置中的空气，防止干扰实验结果； CO2、CO；

②乙方案中先是用盐酸溶解，最后加入高锰酸钾后，高锰酸钾具有氧化性，能将亚铁离子以及氯离子氧化，这样会导致得到的亚铁离子的含量偏高，干扰实验结果，无法确定样品的组成；由甲方案可知最终生成bg氧化铁，由铁原子个数守恒可知铁样品中铁元素的质量为g，则含铁样品中铁元素的含量为，故答案为甲；。