Question

1．化合物A【K_xFe（C₂O₄）₇•zH₂O，其中鐵元素為+3價】是一種重要的光化學(xué)試劑．
（1）制備化合物A的實驗流程如下：

①上述流程中，過濾操作使用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．
②上述流程“操作X”中加入H₂O₂的作用是氧化劑（填“氧化劑”或“還原劑”）．
（2）測定化合物A的化學(xué)式實驗步驟如下：
a．準確稱取A樣品4.91g，干燥脫水至恒重，殘留物質(zhì)的質(zhì)量為4.37g；
b．將步驟a所得固體溶于水，加入還原鐵粉0.28g，恰好完全反應(yīng)；
c．另取A樣品4.91g置于錐形瓶中，加入足量的3mol/L的H₂SO₄溶液和適量蒸餾水，再加入0.50mol/L的KMnO₄溶液24.0mL，微熱，恰好完全反應(yīng)：
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O
請通過計算填空：
①4.91gA樣品中含結(jié)晶水的物質(zhì)的量為0.03mol．
②A樣品中$\frac{n（F{e}^{3+}）}{n（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$=1：3．
③A的化學(xué)式為K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O．

Answer 1

分析 制備化合物A的實驗流程：FeSO₄•7H₂O溶解在硫酸中，得到的溶液含有亞鐵離子，和硫酸根離子，向其中加草酸，得到草酸亞鐵沉淀，過濾、洗滌后，向得到的草酸亞鐵中加草酸和H₂O₂，得到化合物A；
（1）①過濾需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；
②操作X得到的物質(zhì)中鐵元素應(yīng)該為+2價（草酸亞鐵），而化合物A中鐵元素為+3價，故H₂O₂的作用是把Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺；
（2）a、準確稱取A樣品4.91g，干燥脫水至恒重，減少的質(zhì)量為水的質(zhì)量，n（H₂O）=$\frac{4.91g-4.37g}{18g/mol}$=0.03mol，
b、將步驟a所得固體溶于水，加入還原鐵粉0.28g，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，可得n（Fe³⁺）；
c、另取A樣品4.91g置于錐形瓶中，加入足量的3mol/L的H₂SO₄溶液和適量蒸餾水，再加入0.50mol/L的KMnO₄溶液24.0mL，微熱，恰好完全反應(yīng)：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可計算n（C₂O₄^2-），由離子守恒知n（K⁺），由x：1：y：z=n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（C₂O₄^2-）：n（H₂O），據(jù)此分析．

解答 解：（1）過濾需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案為：燒杯；漏斗；玻璃棒；
②制備化合物A的實驗流程中的FeSO₄和H₂C₂O₄都具有還原性，故操作X得到的物質(zhì)中鐵元素應(yīng)該為+2價，而化合物A中鐵元素為+3價，故H₂O₂的作用應(yīng)該是把Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，作氧化劑；
故答案為：氧化劑；
（2）①a、準確稱取A樣品4.91g，干燥脫水至恒重，殘留物質(zhì)的質(zhì)量為4.37g，減少的質(zhì)量為水的質(zhì)量，n（H₂O）=$\frac{4.91g-4.37g}{18g/mol}$=0.03mol；
故答案為：0.03；
②b、將步驟a所得固體溶于水，加入還原鐵粉0.28g，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，則n（Fe³⁺）=2n（Fe）=2×$\frac{0.28g}{56g/mol}$=0.01mol，
c、另取A樣品4.91g置于錐形瓶中，加入足量的3mol/L的H₂SO₄溶液和適量蒸餾水，再加入0.50mol/L的KMnO₄溶液24.0mL，微熱，恰好完全反應(yīng)：
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，知：n（C₂O₄^2-）=n（H₂C₂O₄）=$\frac{5}{2}$n（KMnO₄）=$\frac{5}{2}$×0.05mol/l×0.24L=0.03mol，則A樣品中$\frac{n（F{e}^{3+}）}{n（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$=0.01mol：0.03mol=1：3，
故答案為：1：3；
③由電荷守恒知：n（K⁺）+3n（Fe³⁺）=2n（C₂O₄^2-），n（K⁺）+3×0.01mol=2×0.03mol，n（K⁺）=0.03mol，4.91g樣品AK_xFe（C₂O₄）_y•zH₂O中，x：1：y：z=n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（C₂O₄^2-）：n（H₂O）=0.03mol：0.01mol：0.03mol：0.03mol=3：1：3：3，x=3，y=3，z=3，故A的化學(xué)式為K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O，
故答案為：K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備和探究物質(zhì)組成，題目難度中等，注意掌握質(zhì)量守恒定律、電荷守恒在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實驗、化學(xué)計算能力．