Question

18．K₃[Fe（C₂O₄）₃]（三草酸合鐵酸鉀）可用于攝影和藍(lán)色印刷．工業(yè)上以H₂C₂O₄（草酸）、FeC₂O₄（草酸亞鐵）、K₂C₂O₄（草酸鉀）、雙氧水等為原料制備K₂[Fe（C₂O₄）₃]的反應(yīng)原理如下：
氧化：6FeC₂O₄+3H₂O₂₆K₂C₂O₄═4K₃[Fe（C₂O₄）₃]+2Fe（OH）₃
轉(zhuǎn)化：2Fe（OH）₃+3K₂C₂O₄+3H₂C₂O₄═2K₃[Fe（C₂O₄）₃]+6H₂O
（1）制備1mol 三草酸合鐵酸鉀至少需要H₂O₂的物質(zhì)的量為0.75mol．
（2）制備過程中需防止草酸被H₂O₂氧化，寫出草酸被H₂O₂氧化的化學(xué)方程式H₂C₂O₄+H₂O₂=2CO₂↑+2H₂O．
（3）[K₃[Fe（C₂O₄）₃•xH₂O]（三草酸合鐵酸鉀晶體）是一種光敏材料，為測定該晶體中草酸根的含量和結(jié)晶水的含量，某實驗小組進行了如下實驗：
①稱量9.820g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250mL溶液．
②取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，滴加KMnO₄溶液至C₂O₄^2-全部轉(zhuǎn)化成CO₂時，恰好消耗24.00mL 0.1000mol/L KMnO₄溶液．
計算該晶體的化學(xué)式，并寫出計算過程．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)6FeC₂O₄+3H₂O₂+6K₂C₂O₄═4K₃[Fe（C₂O₄）₃]+2Fe（OH）₃中K₃[Fe（C₂O₄）₃]的量，求H₂O₂的物質(zhì)的量；
（2）由草酸可作還原劑，H₂O₂作氧化劑，并根據(jù)元素守恒書寫方程式；
（3）根據(jù)Fe元素守恒計算25mL溶液中n（Fe³⁺），進而計算9.82g草酸合鐵酸鉀晶體中n（Fe³⁺），再根據(jù)電荷守恒計算n（K⁺），晶體中m（H₂O）=9.82g-m（K⁺）-m（Fe³⁺）-m（C₂O₄^2-），進而計算n（H₂O），從而確定其化學(xué)式．

解答 解：（1）6FeC₂O₄+3H₂O₂+6K₂C₂O₄═4K₃[Fe（C₂O₄）₃]+2Fe（OH）₃
                                  3                                    4
                               0.75                                   1  
故答案為：0.75mol；
（2）草酸可作還原劑，H₂O₂作氧化劑，由元素、電子守恒可知方程式為H₂C₂O₄+H₂O₂=2CO₂↑+2H₂O，
故答案為：H₂C₂O₄+H₂O₂=2CO₂↑+2H₂O；
（3）消耗KMnO4的物質(zhì)的量為0.1000mol/L×0.024L=0.0024mol
依據(jù)化學(xué)方程式：5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑
                             5             2
                          0.006       0.0024
可知：n（C₂O₄^2-）=0.006mol．
250mL原溶液中C₂O₄^2-的物質(zhì)的量為0.006mol×10=0.06mol
則n[K₃Fe（C₂O₄）₃]=0.06mol×$\frac{1}{3}$=0.02mol．m[K₃Fe（C₂O₄）₃]=n[K₃Fe（C₂O₄）₃]M=0.02×437=8.74g
m（H₂O）=9.82-8.74=2.28=1.08g
n（H₂O）=$\frac{1.08}{18}$=0.06ml，
即0.02x=0.06，故x=3，
答：該晶體的化學(xué)式為K₃[Fe（C₂O₄）₃•3H₂O]．

點評 本題考查物質(zhì)組成的測定、化學(xué)計算，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，關(guān)鍵是確定各離子物質(zhì)的量關(guān)系，難度稍大．