Question

【題目】用硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]為原料通過下列流程可以制備晶體A。

已知：25 ℃時(shí)，[Fe(C2O4)3]3－(aq)＋SCN－(aq)[Fe(SCN)]2＋(aq)＋3C2O42-(aq)，K＝10－16

(1)寫出步驟Ⅰ生成黃色沉淀(FeC2O4·2H2O)的化學(xué)方程式：_________________。

(2)步驟Ⅱ水浴加熱需控制40 ℃的理由是_____________________________。

(3)某研究小組同學(xué)欲檢驗(yàn)晶體A中含有三價(jià)鐵，取少量晶體放入試管中，用蒸餾水充分溶解，向試管中滴入幾滴0.1 mol· L－1KSCN溶液。請(qǐng)判斷上述實(shí)驗(yàn)方案是否可行并說明理由：______________________________________________________________________。

(4)某研究小組通過如下實(shí)驗(yàn)步驟測定晶體A的化學(xué)式：

步驟1：準(zhǔn)確稱取A樣品4.910 0 g，干燥脫水至恒重，殘留物質(zhì)量為4.370 0 g；

步驟2：準(zhǔn)確稱取A樣品4.910 0 g置于錐形瓶中，加入足量的3.000 mol·L－1 H2SO4溶液和適量蒸餾水，用0.500 0 mol·L－1 KMnO4溶液滴定，當(dāng)MnO4-恰好完全被還原為Mn2＋時(shí)，消耗KMnO4溶液的體積為24.00 mL；

步驟3：將步驟1所得固體溶于水，加入鐵粉0.280 0 g，恰好完全反應(yīng)。

通過計(jì)算確定晶體A的化學(xué)式(寫出計(jì)算過程) _______。

Answer 1

【答案】(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O＋H2C2O4===FeC2O4·2H2O↓＋(NH4)2SO4＋H2SO4＋4H2O 溫度太高，H2O2分解；溫度太低，F(xiàn)e2＋氧化速度太慢 否，因?yàn)閇Fe(C2O4)3]3－轉(zhuǎn)化為[Fe(SCN)]2＋反應(yīng)的平衡常數(shù)較小，離子濃度太小，觀察不到明顯現(xiàn)象，所以無法檢驗(yàn) K3Fe(C2O4)3·3H2O

【解析】

根據(jù)晶體A的制備流程，寫出有關(guān)化學(xué)方程式，分析控制溫度的原因，結(jié)合信息判斷檢驗(yàn)三價(jià)鐵的檢驗(yàn)方法是否合理。通過一定量晶體A中各組分的物質(zhì)的量之比求其化學(xué)式。

(1) 步驟Ⅰ由硫酸亞鐵銨溶液與飽和草酸溶液反應(yīng)生成黃色沉淀(FeC2O4·2H2O)，化學(xué)方程式(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O＋H2C2O4===FeC2O4·2H2O↓＋(NH4)2SO4＋H2SO4＋4H2O。

(2) 步驟Ⅱ需控制40 ℃，因溫度太高，H2O2分解；溫度太低，Fe2＋氧化速度太慢。

(3) 晶體A中三價(jià)鐵以[Fe(C2O4)3]3－存在，其轉(zhuǎn)化為[Fe(SCN)]2＋的反應(yīng)平衡常數(shù)K＝10－16太小，溶液中Fe3+濃度太小，加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，故無法檢驗(yàn)。

(4) 4.910 0 g樣品A中，n(H2O)=(4.9100g-4.3700g)/18g·mol-1=0.0300mol。

據(jù)5C2O42-——2MnO4-，n(C2O42-)=2.5×n(MnO4-)=2.5×0.500 0 mol·L－1 ×0.02400 L=0.0300mol。

又據(jù)2Fe3+——Fe，n(Fe3+)=2×n(Fe)=2×0.2800g/56g·mol-1=0.0100mol。

因電荷守恒n(K+)+3n(Fe3+)=2n(C2O42-)，n(K+)=0.0300mol。

故n(K+):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O)=3:1:3:3，A的化學(xué)式K3Fe(C2O4)3·3H2O。