Question

2．某兴趣小组拟制备K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O晶体
Ⅰ．查阅资料
K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O是翠绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇，具有光敏性，光照分解．
110℃失去结晶水，230℃时分解．K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的摩尔质量是491g/moL
Ⅱ．制备产品
实验步骤如下：
①取27.8gFeSO₄•7H₂O和K₂C₂O₄反应生成草酸亚铁
②将草酸亚铁（FeC₂O₄）和适量K₂C₂O₄的混合溶液置于40℃的恒温水浴中，逐滴加入 6% H₂O₂，边加边搅拌，使Fe²⁺充分被氧化．反应体系中生成K₃[Fe（C₂O₄）₃]的同时还有部分Fe（OH）₃沉淀
③向②所得浊液中加入1mol/LH₂C₂O₄溶液，使溶液变为翠绿色
④加热浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，称量产品的质量为ag
请回答下列问题：
（1）第②步需要控制水浴40℃，温度不能太高的主要目的：避免H₂O₂分解，若第④步冷却时间较长，需将溶液置于冷暗处，原因是：防止K₃[Fe（C₂O₄）₃]长时间见光引起分解．
（2）第②步中，为检验Fe²⁺是否已完全被氧化，可选用C．试剂（填字母）
A．NaOH溶液       B．酸性KMnO₄溶液     C．K₃Fe（CN）₆溶液      D．KSCN溶液
（3）请写出第③步中加入H₂C₂O₄溶液将Fe（OH）₃沉淀反应生成K₃[Fe（C₂O₄）₃]的化学反应方程式：2Fe（OH）₃+3H₂C₂O₄+3K₂C₂O₄→2K₃[Fe（C₂O₄）₃]+6H₂O．
（4）步骤④中的实验操作需要下列仪器中的①③⑥（填仪器的编号）．
①酒精灯②燃烧匙③烧杯④广口瓶⑤研钵⑥玻璃棒
（5）计算产率：$\frac{a}{49.1}$×100% （用a表示）．
（6）有同学为提高产率，避免第④步加热浓缩过程中K₃[Fe（C₂O₄）₃]的少量分解，依据查阅的资料提出新的结晶方案：将步骤③得到的溶液中加入乙醇，过滤，洗涤，干燥，称量．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂受热易分解，K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O具有光敏性，光照分解；
（2）Fe²⁺与K₃Fe（CN）₆溶液会产生蓝色沉淀，沉淀俗称滕氏蓝；
（3）溶液中有K₂C₂O₄，加入H₂C₂O₄溶液将Fe（OH）₃沉淀反应生成K₃[Fe（C₂O₄）₃]，根据元素守恒可写出化学方程式；
（4）步骤④中的实验操作涉及蒸发、过滤等操作；
（5）根据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算；
（6）K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O易溶于水，难溶于乙醇，据此答题．

解答 解：（1）H₂O₂受热易分解，所以第②步需要控制水浴40℃，温度不能太高，K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O具有光敏性，光照分解，所以第④步冷却时间较长，需将溶液置于冷暗处，
故答案为：避免H₂O₂分解；防止K₃[Fe（C₂O₄）₃]长时间见光引起分解；
（2）Fe²⁺与K₃Fe（CN）₆溶液会产生蓝色沉淀，沉淀俗称滕氏蓝，检验Fe²⁺是否已完全被氧化，可以用K₃Fe（CN）₆溶液，
故选 C；
（3）溶液中有K₂C₂O₄，加入H₂C₂O₄溶液将Fe（OH）₃沉淀反应生成K₃[Fe（C₂O₄）₃]，反应的化学方程式为2Fe（OH）₃+3 H₂C₂O₄+3K₂C₂O₄→2K₃[Fe（C₂O₄）₃]+6 H₂O，
故答案为：2Fe（OH）₃+3 H₂C₂O₄+3K₂C₂O₄→2K₃[Fe（C₂O₄）₃]+6 H₂O；
（4）步骤④中的实验操作涉及蒸发、过滤等操作，需要酒精灯、烧杯、玻璃棒，而用不到广口瓶、研钵、燃烧匙等，
故选①③⑥；
（5）K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的摩尔质量是491g/moL，根据铁元素守恒可和，27.8gFeSO₄•7H₂O理论上可产生K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的质量为$\frac{491}{278}$×27.8g=49.1g，所以K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%=$\frac{a}{49.1}$×100%，
故答案为：$\frac{a}{49.1}$×100%；
（6）K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O易溶于水，难溶于乙醇，所以步骤③得到的溶液中加入乙醇，便于K₃[Fe（C₂O₄）₃]的析出，减少晶体损失，
故答案为：乙醇．

点评 本题考查了K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O晶体的制取方法，注意基础实验知识的积累，把握实验步骤、原理和注意事项等问题，题目难度中等．