Question

1．军用光敏材料K_xF_e（C₂O₄）_y•3H₂O（Fe元素的化合价为+3）的实验室制备和组成测定的方法如下：

Ⅰ．实验室制备
（1）用K₂C₂O₄和FeCl₃制备该光敏材料的反应属于①②（填序号）．
①离子反应  ②非氧化还原反应  ③氧化还原反应  ④化合反应
（2）结晶时应将饱和溶液放在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是黑暗可以防止晶体分解．
（3）操作5包括：过滤、洗涤和干燥．
Ⅱ．组成测定
称取一定质量实验所得的晶体于锥形瓶中，加足量蒸馏水和稀硫酸，将C₂O₄^2-完全转化为H₂C₂O₄，用0.10mol•L^-1酸性KMnO₄溶液进行滴定，消耗酸性KMnO₄溶液24.00mL时恰好反应完全（酸性条件下MnO₄^-的还原物是Mn²⁺）；再加入适量的还原剂，将Fe³⁺完全转化为Fe²⁺，用酸性KMnO₄溶液继续滴定，当Fe²⁺完全氧化时，用去酸性KMnO₄溶液4.00mL．
（4）KMnO₄溶液氧化Fe²⁺的离子方程式是MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
（5）配制100mL 0.10mol•L^-1酸性KMnO₄溶液及上述滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外，还有100ml容量瓶和酸式滴定管（填名称）．
（6）通过计算，该光敏材料的化学式是K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O．

Answer 1

分析 用K₂C₂O₄和FeCl₃制备该光敏材料，用K₂C₂O₄和FeCl₃溶解蒸发，冷却结晶，过滤洗涤得到得到晶体，为析出晶体更纯净，需要进行重结晶，溶解过滤洗涤和干燥得到光敏材料K_xF_e（C₂O₄）_y•3H₂O；
Ⅰ、（1）光敏材料K_xF_e（C₂O₄）_y•3H₂O中Fe元素的化合价为+3价，用碳元素化合价为+3价，K₂C₂O₄和FeCl₃制备该光敏材料的反应过程中也是化合价未变化，故两种电解质在溶液中进行的反应属于非氧化还原反应、离子反应；
（2）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；
（3）重结晶后必须经过过滤、洗涤和干燥，才能获得纯净的晶体；
Ⅱ、（4）高锰酸钾溶液具有强氧化性在酸性溶液中氧化亚铁离子为铁离子，高锰酸钾被还原为锰离子，结合原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式；
（5）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“100mL容量瓶”，而KMnO₄溶液有强氧化性，需用酸式滴定管盛放；
（6）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，据此书写化学式．

解答 解：Ⅰ、（1）因为光敏材料K_xFe（C₂O₄）_y•3H₂O中的Fe为+3价，即反应前后没有化合价变化，故两种电解质在溶液中进行的反应属于非氧化还原反应、离子反应，故选①②，
故答案为：①②；
（2）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．
故答案为：黑暗可以防止晶体分解；
（3）重结晶后必须经过过滤、洗涤和干燥，才能获得纯净的晶体，操作5包括过滤、洗涤和干燥，
故答案为：过滤、洗涤和干燥；
Ⅱ、（4）KMnO₄溶液氧化Fe²⁺的离子方程式是MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（5）配制100mL 0.10mol•L^-1KMnO₄溶液，依据已有的仪器可知，还需要100mL容量瓶，所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外，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，
故答案为：250mL容量瓶、酸式滴定管； 
（6）由MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O可知，n（Fe³⁺）=5n（MnO₄^-）=5×0.004L×0.10mol•L^-1=0.002mol，由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，n（C₂O₄^2-）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-）=$\frac{5}{2}$×0.024L×0.10mol•L^-1=0.006mol，所以0.002mol：0.006mol=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，化合物K_xFe（C₂O₄）_y•3H₂O，故该化合物的化学式为K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O．
故答案为：K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O．

点评 考查学生对工艺流程理解、阅读获取信息能力、溶液配制、氧化还原反应滴定与计算等，难度中等，需要学生具备阅读分析能力和灵活运用知识的解决问题能力．