Question

2．某興趣小組擬制備K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O晶體
Ⅰ．查閱資料
K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O是翠綠色晶體，易溶于水，難溶于乙醇，具有光敏性，光照分解．
110℃失去結晶水，230℃時分解．K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的摩爾質量是491g/moL
Ⅱ．制備產品
實驗步驟如下：
①取27.8gFeSO₄•7H₂O和K₂C₂O₄反應生成草酸亞鐵
②將草酸亞鐵（FeC₂O₄）和適量K₂C₂O₄的混合溶液置于40℃的恒溫水浴中，逐滴加入 6% H₂O₂，邊加邊攪拌，使Fe²⁺充分被氧化．反應體系中生成K₃[Fe（C₂O₄）₃]的同時還有部分Fe（OH）₃沉淀
③向②所得濁液中加入1mol/LH₂C₂O₄溶液，使溶液變?yōu)榇渚G色
④加熱濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥，稱量產品的質量為ag
請回答下列問題：
（1）第②步需要控制水浴40℃，溫度不能太高的主要目的：避免H₂O₂分解，若第④步冷卻時間較長，需將溶液置于冷暗處，原因是：防止K₃[Fe（C₂O₄）₃]長時間見光引起分解．
（2）第②步中，為檢驗Fe²⁺是否已完全被氧化，可選用C．試劑（填字母）
A．NaOH溶液       B．酸性KMnO₄溶液     C．K₃Fe（CN）₆溶液      D．KSCN溶液
（3）請寫出第③步中加入H₂C₂O₄溶液將Fe（OH）₃沉淀反應生成K₃[Fe（C₂O₄）₃]的化學反應方程式：2Fe（OH）₃+3H₂C₂O₄+3K₂C₂O₄→2K₃[Fe（C₂O₄）₃]+6H₂O．
（4）步驟④中的實驗操作需要下列儀器中的①③⑥（填儀器的編號）．
①酒精燈②燃燒匙③燒杯④廣口瓶⑤研缽⑥玻璃棒
（5）計算產率：$\frac{a}{49.1}$×100% （用a表示）．
（6）有同學為提高產率，避免第④步加熱濃縮過程中K₃[Fe（C₂O₄）₃]的少量分解，依據(jù)查閱的資料提出新的結晶方案：將步驟③得到的溶液中加入乙醇，過濾，洗滌，干燥，稱量．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂受熱易分解，K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O具有光敏性，光照分解；
（2）Fe²⁺與K₃Fe（CN）₆溶液會產生藍色沉淀，沉淀俗稱滕氏藍；
（3）溶液中有K₂C₂O₄，加入H₂C₂O₄溶液將Fe（OH）₃沉淀反應生成K₃[Fe（C₂O₄）₃]，根據(jù)元素守恒可寫出化學方程式；
（4）步驟④中的實驗操作涉及蒸發(fā)、過濾等操作；
（5）根據(jù)產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%計算；
（6）K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O易溶于水，難溶于乙醇，據(jù)此答題．

解答 解：（1）H₂O₂受熱易分解，所以第②步需要控制水浴40℃，溫度不能太高，K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O具有光敏性，光照分解，所以第④步冷卻時間較長，需將溶液置于冷暗處，
故答案為：避免H₂O₂分解；防止K₃[Fe（C₂O₄）₃]長時間見光引起分解；
（2）Fe²⁺與K₃Fe（CN）₆溶液會產生藍色沉淀，沉淀俗稱滕氏藍，檢驗Fe²⁺是否已完全被氧化，可以用K₃Fe（CN）₆溶液，
故選 C；
（3）溶液中有K₂C₂O₄，加入H₂C₂O₄溶液將Fe（OH）₃沉淀反應生成K₃[Fe（C₂O₄）₃]，反應的化學方程式為2Fe（OH）₃+3 H₂C₂O₄+3K₂C₂O₄→2K₃[Fe（C₂O₄）₃]+6 H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3 H₂C₂O₄+3K₂C₂O₄→2K₃[Fe（C₂O₄）₃]+6 H₂O；
（4）步驟④中的實驗操作涉及蒸發(fā)、過濾等操作，需要酒精燈、燒杯、玻璃棒，而用不到廣口瓶、研缽、燃燒匙等，
故選①③⑥；
（5）K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的摩爾質量是491g/moL，根據(jù)鐵元素守恒可和，27.8gFeSO₄•7H₂O理論上可產生K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的質量為$\frac{491}{278}$×27.8g=49.1g，所以K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%=$\frac{a}{49.1}$×100%，
故答案為：$\frac{a}{49.1}$×100%；
（6）K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O易溶于水，難溶于乙醇，所以步驟③得到的溶液中加入乙醇，便于K₃[Fe（C₂O₄）₃]的析出，減少晶體損失，
故答案為：乙醇．

點評 本題考查了K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O晶體的制取方法，注意基礎實驗知識的積累，把握實驗步驟、原理和注意事項等問題，題目難度中等．