题目内容

19．化合物KxFe（C2O4）y•z H2O是一种重要的光化学试剂，其中铁为+3价．分别称取该样品0.491g两份，其中一份在110℃干燥脱水，至质量恒定为0.437g．另一份置于锥形瓶中，加入足量的3mol•L-1 H2SO4和适量的蒸馏水，加热到75℃，趁热加入0.0500mol•L-1 KMnO4溶液24.0mL，恰好完全反应；再向溶液中加入适量的某种还原剂，将Fe3+ 完全转化为Fe2+，该溶液中Fe2+刚好与4.0mL 0.0500mol•L-1 KMnO4溶液完全反应．
通过计算，分别求：
（1）0.491g样品中结晶水的物质的量．
（2）化合物中草酸根的质量分数．                     
（3）化合物的化学式．
已知：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O．

分析 （1）准确称取A样品0.491g，干燥脱水至恒重，减少的质量为水的质量，其中一份在110℃干燥脱水，至质量恒定为0.437g，n（H2O）=0.003mol；
（2）另取A样品0.491g置于锥形瓶中，加入足量的3mol/L的H2SO4溶液和适量蒸馏水，再加入0.050mol/L的KMnO4溶液24.0mL，微热，恰好完全反应：
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O可知：n（C2O42-）=$\frac{5}{2}$n（KMnO4）=$\frac{5}{2}$×0.05mol/l×0.024L=0.003mol，由此求草酸根的质量分数；
（3）由离子守恒知n（K+）=0.003mol，样品A[KxFe（C2O4）y•zH2O中，：x：1：y：z=n（K+）：n（Fe3+）：n（C2O42-）：n（H2O）=3：1：3：3，故A的化学式为K3Fe（C2O4）3•3H2O，由此分析解答．

解答 解：（1）准确称取A样品0.491g，干燥脱水至恒重，减少的质量为水的质量，其中一份在110℃干燥脱水，至质量恒定为0.437g，减少的质量为水的质量，n（H2O）=$\frac{0.491-0.437}{18}mol$=0.003mol，答：0.491g样品中结晶水的物质的量为：0.003mol；（1）0.003 00 mol
（2）另取A样品0.491g置于锥形瓶中，加入足量的3mol/L的H2SO4溶液和适量蒸馏水，再加入0.050mol/L的KMnO4溶液24.0mL，微热，恰好完全反应：
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O可知：n（C2O42-）=$\frac{5}{2}$n（KMnO4）=$\frac{5}{2}$×0.05mol/l×0.024L=0.003mol，草酸根的质量分数为：$\frac{0.003×88}{0.491}×100%$=53.8%，答：草酸根的质量分数为53.8%；
（3）由离子守恒知n（K+）=0.003mol，样品A[KxFe（C2O4）y•zH2O中，：x：1：y：z=n（K+）：n（Fe3+）：n（C2O42-）：n（H2O）=3：1：3：3，故A的化学式为K3Fe（C2O4）3•3H2O，答：化合物的化学式为K3Fe（C2O4）3•3H2O．

点评 本题考查了探究物质组成、测量物质含量的方法，题目难度中等，涉及化学计算，注意掌握质量守恒定律、电荷守恒在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验、化学计算能力．

练习册系列答案
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14．甲醇可作为燃料电池的原料．以CH4和H2O为原料，通过下列反应反应来制备甲醇．
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（1）CH4（g）与H2O（g）反应生成CH3OH （g）和H2（g）的热化学方程式为CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=+77.0 kJ/mol．
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在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1．
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率为0.003mol•L-1•min-1．
②100℃时反应I的平衡常数为2.25×10-4．
（3）在压强为0.1Mpa、温度为300℃条件下，将a mol CO与
3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是CD （填字母序号）．
A．c（H2）减少     B．正反应速率加快，逆反应速率减慢   C．CH3OH 的物质的量增加        D．c （ H2 ）/c （CH3OH ）减小    E．平衡常数K增大
（4）写出甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O．
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②写出除去甲醇的离子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．
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A．该电池的正极反应为：O2+2H2O+4e-═4OH-
B．该电池的负极反应为：C8H18+25O2--50e-═8CO2↑+9H2O
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8．常温下，物质的量浓度相等的下列溶液pH由大到小的顺序是（　　）
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B．Na2CO3、CH3COONa、NaHSO4、NH4NO3、KCl
C．Na2CO3、KCl、NH4NO3、NaHSO4、CH3COONa
D．Na2CO3、NH4NO3、CH3COONa、NaHSO4、KCl
9．氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是（　　）
A．胶粒直径小于1nmB．胶粒作布朗运动
C．胶粒带正电荷D．胶粒不受重力作用

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