Question

8．化合物K_xFe（C₂O₄）_y?3H₂O（Fe为+3价）是一种光敏材料，实验室可以用如下的方法来制备这种材料并测定这种材料的组成．
Ⅰ制备：

（1）结晶时应将溶液用冰水冷却并在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是用冰水冷却有利于析出更多的晶体、黑暗可以防止晶体分解；
（2）操作Ⅲ的名称是过滤、洗涤．
Ⅱ组成测定：称取一定质量的晶体置于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水和稀H₂SO₄，将C₂O₄^2-转化为H₂C₂O₄后用0.1000mol?L^-1KMnO₄溶液滴定，当消耗KMnO₄溶液24.00mL时恰好完全反应；再向溶液中加入适量的还原剂，恰好将Fe³⁺完全转化为Fe²⁺，用KMnO₄溶液继续滴定，当Fe²⁺完全氧化时，用去KMnO₄溶液4.00mL．相关反应的化学方程式如下：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
（3）配制100mL 0.1000mol?L^-1KMnO₄溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、锥形瓶外还有250mL容量瓶、酸式滴定管；（填仪器名称）．两个滴定中，终点时溶液颜色为紫红色，且30 秒内不变色．
（4）该化合物K_xFe（C₂O₄）_y?3H₂O中，x=3．

Answer 1

分析 （1）由题目信息可知，化合物K_xFe（C₂O₄）_y•zH₂O（Fe为+3价）是一种光敏感材料，推知黑暗是为了防止晶体见光分解；
（2）操作Ⅲ前一步是冷却结晶，结晶后自然要将晶体与母液分离，所以需要过滤，晶体表面有吸附的杂质，洗涤后再进行重结晶提纯；
（3）题目中明确说道包含物质的量溶液配制和滴定实验，所以需要容量瓶和滴定管，关键是要准确写出“250mL容量瓶”．而KMnO₄溶液有强氧化性，需用酸式滴定管盛放．终点颜色的判断，需要准确理解该滴定实验的原理，该实验是氧化还原滴定，终点时KMnO₄溶液恰好过量一滴，溶液会显紫红色．
（4）由MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O可知，n（Fe³⁺）=5n（MnO₄^-），由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知n（C₂O₄^2-）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-），根据化学式，可求得y的值，根据化合价代数和为0计算x的值．

解答 解：（1）由题目信息可知，化合物K_xFe（C₂O₄）_y•zH₂O（Fe为+3价）是一种光敏感材料，推知黑暗是为了防止晶体见光分解，用冰水冷却降低溶解度，有利于析出更多的晶体，
故答案为：用冰水冷却有利于析出更多的晶体、黑暗可以防止晶体分解；
（2）操作Ⅲ前一步是冷却结晶，结晶后自然要将晶体与母液分离，所以需要过滤，晶体表面有吸附的杂质，洗涤后再进行重结晶提纯，
故答案为：过滤、洗涤；
Ⅱ．（3）配制250mL 0.10mol•L^-1KMnO₄溶液，由已有的仪器可知，还需要250mL容量瓶；由已有的仪器可知，滴定实验还需要滴定管，KMnO₄溶液有强氧化性，可以发生橡皮管，需用酸式滴定管盛放；
该实验是氧化还原滴定，终点时KMnO₄溶液恰好过量一滴，溶液会显紫红色，30秒内不变色，
故答案为：250mL容量瓶、酸式滴定管； 紫红；
（4）由MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O可知，n（Fe³⁺）=5n（MnO₄^-）=5×0.002L×0.10mol•L^-1=0.001mol，由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，n（C₂O₄^2-）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-）=$\frac{5}{2}$×0.012L×0.10mol•L^-1=0.003mol，则：0.001mol：0.003mol=1：y，解得：y=3；
根据化合价代数和为0可知：x+3+3×（-2）=0，解得：x=3，
故答案为：3．

点评 本题考查物质制备方案的设计，题目浓度中等，涉及物质制备、溶液配制、氧化还原反应滴定与计算等知识，根据制备流程明确制备原理为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．