题目内容

2．化合物KxFe（C2O4）y•3H2O（Fe为+3价）是一种光敏材料，实验室可以用如下方法来制备这种材料并测定这种材料的组成：

（1）结晶时应将溶液用冰水冷却置于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I的名称是过滤、洗涤．
（3）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C2O42一转化为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，H2C2O4与酸性KMn04溶液反应的化学方程式是；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，此滴定反应的离子方程式是MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O．
（4）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、量筒、锥形瓶外还有100mL容量瓶、酸式滴定管（填仪器名称）．滴定终点时溶液颜色为红色，且30秒内不变色．
（5）经计算，化合物KxFe（C2O4）•3H2O中，x=3．

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KxFe（C2O4）y•3H2O，
（1）由题目信息可知，化合物KxFe（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a前一步是冷却结晶，结晶后分离晶体与母液，洗涤后再进行重结晶提纯；
（3）滴定的离子化学方程式为高锰酸钾溶液滴定亚铁离子发生氧化还原反应的离子方程式；
（4）配制溶液和滴定实验需要容量瓶和滴定管，KMnO4溶液有强氧化性，需用酸式滴定管盛放；滴定终点是利用高锰酸钾溶液的红色判断反应达到终点；
（5）由MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O可知，n（Fe3+）=5n（MnO4-），由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O可知n（C2O42-）=$\frac{5}{2}$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KxFe（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a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；
（3）高锰酸钾将亚铁离子氧化为铁离子，滴定的离子化学方程式为高锰酸钾溶液滴定亚铁离子发生氧化还原反应的离子方程式，反应为；MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；
故答案为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；
（4）配制100mL 0.1000mol•L-1KMnO4溶液，需要烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶；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；反应终点是利用滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液变化为红色且半分钟不再变化，说明反应达到终点；
故答案为：100mL容量瓶、酸式滴定管；红；
（5）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（C2O42-）=$\frac{5}{2}$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KxFe（C2O4）y•3H2O的化学式为：K3Fe（C2O4）3•3H2O；
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．

练习册系列答案
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2．以下命题符合化学变化规律的是（　　）
A．金属铜制成纳米铜B．把水变成汽油
C．热核聚变把氢原子变成氦原子D．干冰变成原子晶体
3．下列说法正确的是（　　）
A．第2周期元素从左到右，最高正化合价从+1递增到+7
B．在周期表中的过渡元素中寻找半导体材料
C．元素周期表中元素的性质与元素在周期表中的位置有关
D．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
20．ClO2与Cl2的氧化性相近，常温下均为气体，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛．某兴趣小组通过图1装置（夹持装置略）对其制备、吸收、释放和应用进行了研究．

（1）仪器B的名称是：分液漏斗，请在方框中画出F中缺少的部分．
（2）打开B的活塞，A中氯酸钠和稀盐酸混和产生Cl2和ClO2，写出反应化学方程式：2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O；调节分液漏斗B的旋塞，减缓稀盐酸滴加速度的作用是为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收．
（3）关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成1.81g NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C中装的药品的作用是：吸收Cl2．
（4）已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为：4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O．
（5）在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，理论上产生ClO2 在标准状况下的体积为0.36L （保留两位小数）； 此时装置F的作用是：检验是否有ClO2生成．
（6）已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和Ⅱ，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图2所示，若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是II，（选填“I”或“II”）理由是：稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度．
7．向Al2（SO4）3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1mol/LBa（OH）2溶液至过量，加入Ba（OH）2溶液的体积和所所得沉淀的量的关系如图，下列说法不正确的是（　　）
A．图中C点铝元素存在的形式是AlO2-
B．原混合溶液中c[Al2（SO4）3]：c（AlCl3）=1：2
C．向D点溶液中通入过量CO2气体，最终将得到9mol沉淀
D．OA段反应的离子方程式为：2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-═2Al（OH）3↓+3BaSO4
7．钛白粉（主要成分是TiO2），广泛用于油漆、塑料、造纸等行业，还可用作乙醇脱水、脱氢的催化剂．工业上常以钛矿石（主要成分为FeTiO3（钛酸亚铁），并含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料经过以下流程制得TiO2，并获得副产品FeSO4•7H2O．请回答下列问题：

（l）步骤I的目的是除去Al2O3和SiO2
（2）写出步骤Ⅱ中FeTiO3与H2SO4反应的化学方程式FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O．
（3）步骤II中经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作可以得到FeSO4•7H2O．晶体，还可以利用酸化的FeSO4溶液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水）．该反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O
（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤Ⅲ中将TiOSO4转化为H2TiO3的原理：溶液中存在平衡：TiO2++2H2O=H2TiO3+2H+，当加入热水稀释、升温后，平衡正向移动，生成H2TiO3
（5）为测定步骤II后溶液中TiOSO4的含量，首先取待测钛液10mL加水稀释至100mL，再加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO2++Al+6H+═3Ti3++Al3++3H2O．过滤后，取出滤液20.00mL，以KSCN溶液为指示剂，用0.1000mol•L-1 NH4Fe（SO4）2溶液滴定至终点，再重复2次，测得平均值为30.00mL．
①该滴定达到终点时的现象当滴入最后一滴NH4Fe（SO4）2溶液时，溶液变为血红色且半分钟内不褪色，则说明达到终点
②待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是1.50mol•L-1．
14．气体化合物A化学式可表示为OxFy，已知同温同压下10mLA受热分解生成15mLO2和10mLF2，则A的化学式为O3F2．该反应的方程式为2O3F2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3O2+2F2．
11．下列反应中，属于有机物引入官能团反应的是（　　）
A．CH4+2O2$\stackrel{点燃}{→}$CO2+2H2OB．CH2=CH2+H2$→_{△}^{催化剂}$CH3-CH3
C．+3H2$→_{△}^{Ni}$D．+HNO3（浓）$\stackrel{浓H_{2}SO_{4}}{→}$NO2+H2O
12．我国利用合成气直接制烯烃获重大突破，其原理是（　　）
反应①：C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO（g）△H1
反应②：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H2
反应③：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H3=-90.1kJ•mol-1
反应④：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4，能量变化如图所示
反应⑤：3CH3OH（g）?CH3CH═CH2（g）+3H2O（g）△H5=-31.0kJ•mol-1
下列说法正确的是（　　）
A．反应③使用催化剂，△H3减小
B．反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能
C．△H1-△H2＜0
D．3CO（g）+6H2（g）?CH3CH═CH2（g）+3H2O（g）△H=-121.1 kJ•mol-1

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