1.草酸鐵晶體[Fe2(C2O43•5H2O]常用于制作催化劑和光敏材料.某;瘜W興趣小組欲利用工業(yè)FeCl3制取純凈的草酸鐵晶體.
I.【查閱資料】
(1)異丙醚是微溶于水的液體,F(xiàn)eCl3在異丙醚中的溶解度比在水中大.
(2)草酸鐵能溶于水和酸,不溶于醇和醚.
(3)FeCl3溶液和過量草酸鉀(K2C2O4)溶液反應生成三草酸合鐵酸鉀(K3[Fe(C2O43]),配離子[Fe(C2O43]3-的配體是C2O42-,在含[Fe(C2O43]3-配離子的溶液中加入硫氰化鉀溶液只看到很淺的紅色.
Ⅱ.【制備產(chǎn)品】
實驗步驟:
(1)將工業(yè)FeCl3溶于鹽酸中,加適量水稀釋,并分裝入分液漏斗中.
鹽酸的作用是:抑制FeCl3水解.
(2)繼續(xù)向分液漏斗中加入適量異丙醚,充分振蕩、靜止,棄去水溶液.
(3)異丙醚溶液中加入草酸(H2C2O4)溶液,充分反應后分液,棄去醚層.
(4)水溶液通過蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到草酸鐵晶體.
洗滌草酸鐵晶體時需用酒精溶液,其目的是除去雜質(zhì)、減少草酸鐵因溶解損耗.
Ⅲ【探究與反思】
某同學看到一則報道,環(huán)衛(wèi)工人用草酸清除墻面上的鐵銹.對此反應,該小組進行如下探究.
(1)提出假設(shè):i.可能發(fā)生了氧化還原反應;ii.可能發(fā)生了復分解反應
(2)討論分析:
結(jié)合上述實驗,小組討論后否定了假設(shè)i,其理由是由于Fe2(C2O43存在,不可能發(fā)生氧化還原反應;
請寫出假設(shè)ii反應的化學方程式Fe2O3+3H2C2O4=Fe2(C2O43+3H2O.
通過查閱資料得知,在假設(shè)ii反應的基礎(chǔ)上還進一步發(fā)生了反應,生成了[Fe(C2O43]3-配離子.
(3)設(shè)計實驗:請利用制得的草酸鐵晶體和下列藥品,證明在假設(shè)ii反應的基礎(chǔ)上還進一步發(fā)生了反應.
供選用的藥品:KSCN溶液、0.1mol/L草酸鉀溶液、草酸鉀晶體,
取少量草酸鐵晶體溶于水,取少量草酸鐵晶體溶于水,滴入幾滴KSCN溶液,溶液變紅,將溶液分到2支試管中,一支試管中再加入過量的草酸鉀晶體,充分振蕩,觀察到紅色明顯比另一支淺很多.
(4)反思總結(jié):結(jié)合上面探究結(jié)論,常溫下,為了提高草酸鐵晶體的產(chǎn)率,制備實驗中還應控制加入草酸的量(或氯化鐵與草酸的比例).

分析 Ⅰ.配離子中由中心離子提供空軌道、配體提供孤電子對;
Ⅱ.(1)氯化鐵溶液發(fā)生水解,結(jié)合平衡移動原理分析解答;
(4)題目信息中,草酸鐵能溶于水和酸,不溶于醇和醚,洗滌應盡可能減少樣品損失;
Ⅲ.(2)實驗Ⅱ中FeCl3與H2C2O4溶液反應生成Fe2(C2O43;可知氧化鐵與草酸反應生成Fe2(C2O43與水;
(3)利用KSCN溶液檢驗溶液中鐵離子,再加入草酸,若生成了[Fe(C2O43]3-配離子,溶液顏色變淺,然后對比顏色變化;
(4)應避免生成[Fe(C2O43]3-配離子,需要控制加入草酸的量.

解答 解:Ⅰ.Fe3+離子含有空軌道,C2O42-離子有孤電子對,故配體為:C2O42-,
故答案為:C2O42-;
Ⅱ.(1)由于氯化鐵溶液發(fā)生水解,將氯化鐵溶解在鹽酸中,可以抑制FeCl3水解,
故答案為:抑制FeCl3水解;
(4)題目信息中,草酸鐵能溶于水和酸,不溶于醇和醚,用酒精洗滌除去雜質(zhì)、減少草酸鐵因溶解損耗,
故答案為:除去雜質(zhì)、減少草酸鐵因溶解損耗;
Ⅲ.(2)實驗Ⅱ中FeCl3與H2C2O4溶液反應生成Fe2(C2O43,不可能發(fā)生氧化還原反應,假設(shè)i是錯誤的;可知氧化鐵與草酸反應生成Fe2(C2O43與水,反應方程式為:Fe2O3+3H2C2O4=Fe2(C2O43+3H2O,
故答案為:由于Fe2(C2O43存在,不可能發(fā)生氧化還原反應;Fe2O3+3H2C2O4=Fe2(C2O43+3H2O;
(3)利用KSCN溶液檢驗溶液中鐵離子,再加入草酸,對比顏色變化,具體方案為:取少量草酸鐵晶體溶于水,滴入幾滴KSCN溶液,溶液變紅,將溶液分到2支試管中,一支試管中再加入過量的草酸鉀晶體,充分振蕩,觀察到紅色明顯比另一支淺很多,
故答案為:取少量草酸鐵晶體溶于水,滴入幾滴KSCN溶液,溶液變紅,將溶液分到2支試管中,一支試管中再加入過量的草酸鉀晶體,充分振蕩,觀察到紅色明顯比另一支淺很多;
(4)應避免生成[Fe(C2O43]3-配離子,需要控制加入草酸的量或控制氯化鐵與草酸的比例,
故答案為:加入草酸的量(或氯化鐵與草酸的比例).

點評 本題考查實驗制備與探究,是對學生綜合能力的考查,注意對題目信息的運用,難度中等,注意操作的規(guī)范性及實驗現(xiàn)象、實驗原理.

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