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【题目】K3[Fe(C2O4)3](三草酸合铁酸钾)可用于摄影和蓝色印刷。工业上制备K3[Fe(C2O4)3]的反应原理如下:

氧化:6FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4═4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3

转化:2Fe(OH)3+3K2C2O4+3H2C2O4═2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O

(1)制备1mol三草酸合铁酸钾至少需要H2O2的物质的量为___。

(2)制备过程中需防止草酸被H2O2氧化,写出草酸被H2O2氧化的化学方程式:___。

(3)K3[Fe(C2O4)3]·xH2O(三草酸合铁酸钾晶体)是一种光敏材料,为测定该晶体中草酸根的含量和结晶水的含量,某实验小组进行了如下实验:

①称量9.820g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250mL溶液。

②取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,滴加KMnO4溶液至C2O42-全部转化成CO2时,恰好消耗24.00mL0.1000molL-1KMnO4溶液。C2O42-被全部转化的标志是___。

③计算该晶体的化学式,并写出计算过程。___

【答案】0.5mol H2C2O2+H2O2=2CO2+2H2O 溶液由无色转变为紫红色,且30秒内不再变化 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O

【解析】

(1)由氧化及转化反应可知,存在3H2O2~6K3[Fe(C2O4)3];

(2)草酸被H2O2氧化生成二氧化碳和水;

(3)②C2O42﹣被全部转化,高锰酸钾过量,溶液由无色变为紫色;

③由Fe元素守恒计算25mL溶液中n(Fe3+),然后计算9.82g草酸合铁酸钾晶体中n(Fe3+),再根据电荷守恒计算n(K+),晶体中m(H2O)=9.82g﹣m(K+)﹣m(Fe3+)﹣m(C2O42﹣),进而计算n(H2O),从而确定其化学式。

(1)由氧化及转化反应可知,存在3H2O2~6K3[Fe(C2O4)3],则制备1mol三草酸合铁酸钾至少需要H2O2的物质的量为1mol×=0.5mol;

(2)草酸被H2O2氧化的化学方程式为H2C2O2+H2O2=2CO2+2H2O;

(3)C2O42﹣被全部转化的标志是为溶液由无色转变为紫红色,且30秒内不再变化;

(4)消耗KMnO4的物质的量为0.1000mol/L×0.024L=0.0024mol,由5C2O42﹣+2MnO4﹣+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑可知,n(C2O42﹣)=0.024mol×=0.006mol,250mL原溶液中C2O42﹣的物质的量为0.006mol×10=0.06mol,则n[K3Fe(C2O4)3]=0.06mol×=0.02mol,m[K3Fe(C2O4)3]=n[K3Fe(C2O4)3]M=0.02×437=8.74g,m(H2O)=9.82﹣8.74=2.28=1.08g,n(H2O)==0.06ml,即0.02x=0.06,故x=3,则该晶体的化学式为K3[Fe(C2O4)33H2O]。

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